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对象是否存活

引用计数法​

引用计数法 (Reference Counting): 给对象添加一个计数器。被引用时 +1，引用失效时 -1。

缺点： 无法解决循环引用（A 引用 B，B 引用 A，但除此之外没人用它们）。

导致内存泄漏

可达性分析算法​

可达性分析算法 (Reachability Analysis): 这是主流 JVM 使用的方法。从一系列称为 "GC Roots" 的根对象开始向下搜索。如果一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连，则证明此对象不可用。

GC Roots 包括： 虚拟机栈中引用的对象、方法区中类静态属性引用的对象、本地方法栈引用的对象等

在 JVM 的可达性分析算法中，GC Roots 是这一组必须活跃的引用。它们就像是内存世界的“锚点”，只有从这些锚点出发能找到的对象，才会被认为是“活”的。

JVM 中的 GC Roots 主要包括以下几类：

1. 虚拟机栈（栈帧中的局部变量表）中引用的对象​

这是最常见的来源。当你在方法中定义一个变量并创建一个对象时，这个变量就存在于当前线程的栈帧中。

  • 例子：User user = new User(); 这里的 user 变量就是一个 GC Root。只要这个方法还没执行完，user 指向的对象就是活的。

2. 方法区中类静态属性引用的对象​

由于静态属性（static 关键字）属于类，而不属于某个具体的实例，它们的生命周期往往非常长，通常随类的加载而存在。

  • 例子：public static Cache cache = new Cache(); 这个 cache 对象就会被视为 GC Root。

3. 方法区中常量引用的对象​

被 final 修饰的常量引用，如果它指向一个对象，那么这个对象也是 GC Root。

  • 例子：public static final String SIGNATURE = "RSA"; 字符串常量池里的引用。

4. 本地方法栈中 JNI（Native 方法）引用的对象​

当 Java 程序调用了 C/C++ 实现的本地方法时，这些方法内部可能会引用 Java 对象。这些被“法外之地”引用的对象不能被回收。

5. 所有被同步锁（synchronized 关键字）持有的对象​

如果一个对象当前正被某个线程作为锁使用（即正在 synchronized 块中），它绝对不能被回收。

6. Java 虚拟机内部的引用​

这些是维持 JVM 运行的基本对象：

  • 系统类加载器（System ClassLoader）。
  • 基本数据类型的 Class 对象（如 int.class, long.class）。
  • 异常对象（如 OutOfMemoryError, NullPointerException 等常驻内存的异常）。

💡 深度理解：分代收集与“临时” GC Roots​

在实际的垃圾回收（如 G1 或 ZGC）中，为了提高效率，通常会进行“部分回收”（Partial GC）。

  • 跨代引用（Inter-generational Reference）：如果你只回收“年轻代”，那么“老年代”中指向年轻代的引用也必须被临时当作 GC Root。
  • Remembered Set (RSet)：为了避免为了回收年轻代而扫描整个老年代，JVM 使用了 RSet 这种数据结构来记录这些跨代引用，从而将它们快速加入 GC Roots 的扫描范围。