java 如何观察对象是否被加锁 java判断对象是否存活

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angel 2023-08-04 10:38:46

文章标签 java 如何观察对象是否被加锁 jvm Java System sed 文章分类 Java 后端开发

判断对象是否存活

程序计数器，虚拟机栈，本地方方法栈这几个区域的内存分配和回收都具备确定性，当线程结束时，内存自然就跟着回收了。
Java堆和方法区这两个区域只有处于运行期，才能知道程序会创建哪些对象，创建多少对象，这部分内存的分配和回收是动态的。

一、引用计数算法

1.在对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器就加一；当引用失效时，计数器就减一；任何时刻计数器为零的对象就是不可能再被使用的。
2.在Java虚拟机中并没有选用引用计数算法来进行内存管理。主要是这个算法需要配合大量额外处理才能保证正确地工作，譬如单纯的引用计数就很难解决对象之间相互循环引用的问题。

/**
 * -XX:+PrintGCDetails
 */
public class ReferenceCountingGC {

    public Object instance = null;

    private static final int _1MB = 1024 * 1024;

    private byte[] bigSize = new byte[2 * _1MB];

    public static void main(String[] args) {
        ReferenceCountingGC objA = new ReferenceCountingGC();
        ReferenceCountingGC objB = new ReferenceCountingGC();

        objA.instance = objB;
        objB.instance = objA;
        objA = null;
        objB = null;

        //在这行发生GC，objA与objB能否被回收
        System.gc();
    }
}

运行结果：

[GC (System.gc()) [PSYoungGen: 8034K->824K(37888K)] 8034K->832K(123904K), 0.0037419 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (System.gc()) [PSYoungGen: 824K->0K(37888K)] [ParOldGen: 8K->716K(86016K)] 832K->716K(123904K), [Metaspace: 3249K->3249K(1056768K)], 0.0084493 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] 
Heap
 PSYoungGen      total 37888K, used 874K [0x00000000d6000000, 0x00000000d8a00000, 0x0000000100000000)
  eden space 32768K, 2% used [0x00000000d6000000,0x00000000d60da8d0,0x00000000d8000000)
  from space 5120K, 0% used [0x00000000d8000000,0x00000000d8000000,0x00000000d8500000)
  to   space 5120K, 0% used [0x00000000d8500000,0x00000000d8500000,0x00000000d8a00000)
 ParOldGen       total 86016K, used 716K [0x0000000082000000, 0x0000000087400000, 0x00000000d6000000)
  object space 86016K, 0% used [0x0000000082000000,0x00000000820b32f0,0x0000000087400000)
 Metaspace       used 3264K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 357K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K

如果Java虚拟机是使用引用计数算法，因为objA与objB相互引用（objA.instance = objB; objB.instance = objA;），所以虚拟机就不会对objA与objB进行回收。从以上代码运行结果来看，832K->716K，Java虚拟机进行了垃圾回收了，即说明了Java虚拟机不是通过引用计数算法来判断对象是否存活。

二、可达性分析算法

基本思路：
	通过一系列称为“GC Roots” 的根对象作为起始节点集，从这些节点开始，根据引用关系向下搜索，搜索过程所走的路径称为“引用链”，如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连，则证明此对象是不可能再被使用的。
	如下图：object5,6,7没有与GC Roots相连，则视为不可达，它们会被判定为可回收对象。

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在Java虚拟机中，固定可作为GC Roots的对象包括：

在虚拟机栈（栈帧的本地变量表）中引用的对象，比如当前正在运行的方法所使用的到的参数，局部变量，临时变量等。
在方法区中类静态属性引用的对象，比如Java类引用类型静态变量。
在方法区中常量引用的对象，比如字符串常量池里的引用。
在本地方法栈中JNI引用的对象。
Java虚拟机内部的引用，如基本数据类型对应的Class对象，一些常驻的异常对象等，还有系统类加载器。
所有被同步锁（synchronized关键字）持有的对象。
反映Java虚拟机内部情况的JXMBean， JVMTI中注册的回调，本地代码缓存等。

三、Java中的引用概念

1.JDK1.2之前，引用的定义：如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址，就称该reference数据是代表某块内存，某个对象的引用。
2.JDK1.2之后，引用分为了以下几种：

强引用：是指在程序中普遍存在的引用赋值。无论在任何情况下，只要强引用关系还存在，垃圾收集器就永远不会回收掉被引用的对象。
软引用：是用来描述一些还有用，但非必须的对象。只被软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常前，会把这些对象列进回收范围内进行二次回收，如果回收后还没有足够的内存，才会发生内存溢出。
弱引用：也是用来描述非必须对象，被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生为止。当垃圾回收器开始工作时，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。
虚引用：也称为“幽灵引用”或“幻影引用”。虚引用的目的是为了能在这个对象被收集器回收时收到一个通知。

引用类型	区别
强引用	引用关系还存在时，永远不会回收掉
软引用	引用关系还存在时，将要发生内存溢出才会进行回收
弱引用	引用关系还存在时，立马会被回收
虚引用	为了能在这个对象被收集器回收时收到一个通知

四、finalize

finalize(）是Object中的一个方法，当一个垃圾回收器即将回收对象多占用的内存之前调用。即这个对象在临死前还能做的最后的事。

一个对象要宣告真正死亡的过程：

对象没有与GC Roots引用链相连，进行第一次标记
判断是否有必要执行finalize。对象没有覆盖finalize方法（临死前不做任何事）或者finalize方法已经被虚拟机调用过了（在临死前已经将事情做完了，后面就没有机会了），则视为“没有必要执行”。
如果有必要执行，虚拟机会触发这个方法进行开始运行，但并不承诺会等待它运行结束。（可能对象临死前想做的事还没做完，就挂了）。
如果对象在临死前进行自救，即finalize方法中重新与引用链上的对象建立关联关系，则会将该对象移出即将回收的集合；否则就会被回收，对象真正宣告死亡。

public class FinalizeEscapeGC {

    public static FinalizeEscapeGC SAVE_HOOK = null;

    public void isAlive(){
        System.out.println("alive");
    }

    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("finalize method executed");
        SAVE_HOOK = this;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SAVE_HOOK = new FinalizeEscapeGC();
        //对象第一次拯救自己
        SAVE_HOOK = null;
        System.gc();
        Thread.sleep(500);
        if (SAVE_HOOK != null) {
            SAVE_HOOK.isAlive();
        } else {
            System.out.println("dead");
        }

        //对象自救失败
        SAVE_HOOK = null;
        System.gc();
        Thread.sleep(500);
        if (SAVE_HOOK != null) {
            SAVE_HOOK.isAlive();
        } else {
            System.out.println("dead");
        }
    }
}

运行结果：