java判断对象是否死亡及方法区的回收
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简介
堆中几乎存放着Java世界中所有的对象实例，垃圾收集器在对堆进行回收前，第一 件事情就是要确定这些对象有哪些还“存活”着，哪些已经“死去”(即不可能再被任何途径使用的对象)。
引用计数算法
很多教科书判断对象是否存活的算法是这样的：给对象中添加一个引用计数器，每 当有一个地方引用它时，计数器值就加1 ；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻 计数器都为o的对象就是不可能再被使用的。
客观地说，引用计数算法(Reference Counting)的实现简单，判定效率也很高， 在大部分情况下它都是一个不错的算法，也有一些比较著名的应用案例，例如微软的 COM (Component Object Model)技术、使用 ActionScript 3 的 FlashPlayer、Python 语 言以及在游戏脚本领域中被广泛应用的Squirrel中都使用了引用计数算法进行内存管理。 但是，Java语言中没有选用引用计数算法来管理内存，其中最主要的原因是它很难解决 对象之间的相互循环引用的问题。
举个简单的例子，对象objA和objB都有字 段 instance,赋值令 objA.instance = objB 及 objB.instance = objA,除此之外,这两个对 象再无任何引用，实际上这两个对象已经不可能再被访问，但是它们因为互相引用着对 方，导致它们的引用计数都不为0,于是引用计数算法无法通知GC收集器回收它们。
但是java虚拟机并没 有因为这两个对象互相引用就不回收它们，这也从侧面说明虚拟机并不是通过引用计数 算法来判断对象是否存活的。
根搜索算法
在主流的商用程序语言中(Java和C#,甚至包括前面提到的古老的Lisp),都是使 用根搜索算法(GC Roots Tracing)判定对象是否存活的。这个算法的基本思路就是通 过一系列的名为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所 走过的路径称为引用链(Reference Chain),当一个对象到GC Roots没有任何引用链相 连(用图论的话来说就是从GC Roots到这个对象不可达)时，则证明此对象是不可用 的。如图所示，对象object 5. object 6. object 7虽然互相有关联，但是它们到GC Roots是不可达的，所以它们将会被判定为是可回收的对象。
在Java语言里，可作为GC Roots的对象包括下面几种：
- 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中的引用的对象。
- 方法区中的类静态属性引用的对象。
- 方法区中的常量引用的对象。
- 本地方法栈中JNI (即一般说的Native方法)的引用的对象。
java的4种引用
无论是通过引用计数算法判断对象的引用数量，还是通过根搜索算法判断对象的引 用链是否可达，判定对象是否存活都与“引用”有关。在JDK 1.2之前，Java中的引用 的定义很传统：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，就称这块内存代表着一个引用。这种定义很纯粹，但是太过狭隘，一个对象在这 种定义下只有被引用或者没有被引用两种状态，对于如何描述一些“食之无味，弃之可 惜”的对象就显得无能为力。我们希望能描述这样一类对象：当内存空间还足够时，则 能保留在内存之中；如果内存在进行垃圾收集后还是非常紧张，则可以抛弃这些对象。 很多系统的缓存功能都符合这样的应用场景。
在JDK 1.2之后，Java对引用的概念进行了扩充，将引用分为强引用(Strong Reference)、软引用(Soft Reference)、弱引用(Weak Reference )、虚引用(Phantom Reference)四种，这四种引用强度依次逐渐减弱。
强引用
就是指在程序代码之中普遍存在的，类似“Object obj = new Object。”这 类的引用，只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。
软引用
用来描述一些还有用，但并非必需的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围之中并进行第二 次回收。如果这次回收还是没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。在JDK 1.2之后，提供了 SoftReference类来实现软引用。
弱引用
也是用来描述非必需对象的，但是它的强度比软引用更弱一些，被弱引用 关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时，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。在JDK1.2之后，提供了 WeakReference类来实现弱引用。
虚引用
也称为幽灵引用或者幻影引用，它是最弱的一种引用关系。一个对象是否 有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来取得一 个对象实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是希望能在这个对象被收 集器回收时收到一个系统通知。在JDK 1.2之后，提供了 PhantomReference类来 实现虚引用。
判断死亡前的最后一站-finalize方法
在根搜索算法中不可达的对象，也并非是“非死不可”的，这时候它们暂时处于 “缓刑”阶段，要真正宣告一个对象死亡，至少要经历两次标记过程：
如果对象在进行 根搜索后发现没有与GC Roots相连接的引用链，那它将会被第一次标记并且进行一次 筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法。
当对象没有覆盖finalize() 方法，或者finalize()方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为“没有必要 执行”。
如果这个对象被判定为有必要执行finalize()方法，那么这个对象将会被放置在一个 名为F-Queue的队列之中，并在稍后由一条由虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer 线程去执行。这里所谓的“执行”是指虚拟机会触发这个方法，但并不承诺会等待它运 行结束。这样做的原因是，如果一个对象在finalize()方法中执行缓慢，或者发生了死 循环(更极端的情况)，将很可能会导致F-Queue队列中的其他对象永久处于等待状态, 甚至导致整个内存回收系统崩溃。
finalizeO方法是对象逃脱死亡命运的最后一次机会， 稍后GC将对F-Queue中的对象进行第二次小规模的标记，如果对象要在finalize()中成 功拯救自己——只要重新与引用链上的任何一个对象建立关联即可，譬如把自己(this 关键字)赋值给某个类变量或对象的成员变量，那在第二次标记时它将被移除出“即将 回收”的集合；如果对象这时候还没有逃脱，那它就真的离死不远了。
简单来说：
即对象没有被GC Root关联，如果没有覆盖finalize方法，或者已经执行过finalize方法，视为死亡。
即对象没有被GC Root关联，覆盖了finallize方法，而且没有执行过，进入F-Queue队列。进入后，执行finalize方法。
一段时间后，检查是否与GC ROOT关联，如果没有关联，视为死亡。如果关联了，视为活着。
但是活回来后，又没有关联了，此时已经执行过finalize方法，视为死亡。
finalize的缺陷：
需要特别说明的是，上面关于对象死亡时finalize()方法的描述可能带有悲情的艺术 色彩，不鼓励大家使用这种方法来拯救对象。相反，建议大家尽量避免使用 它，因为它不是C/C++中的析构函数，而是Java刚诞生时为了使C/C++程序员更容易 接受它所做出的一个妥协。它的运行代价髙昂，不确定性大，无法保证各个对象的调用 顺序。有些教材中提到它适合做“关闭外部资源”之类的工作，这完全是对这种方法的 用途的一种自我安慰。finalize()能做的所有工作，使用try-finaliy或其他方式都可以做 得更好、更及时，大家完全可以忘掉Java语言中还有这个方法的存在。
方法区的回收
很多人认为方法区(或者HotSpot虚拟机中的永久代)是没有垃圾收集的，Java虚 拟机规范中确实说过可以不要求虚拟机在方法区实现垃圾收集，而且在方法区进行垃圾 收集的“性价比”一般比较低：在堆中，尤其是在新生代中，常规应用进行一次垃圾收集一般可以回收70%〜95%的空间，而永久代的垃圾收集效率远低于此。
永久代的垃圾收集主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类。
回收废弃常量 与回收Java堆中的对象非常类似。以常量池中字面量的回收为例，假如一个字符串 “abc”已经进入了常量池中，但是当前系统没有任何一个String对象是叫做“abc” 的，换句话说是没有任何String对象引用常量池中的“abc”常量，也没有其他地方 引用了这个字面量，如果在这时候发生内存回收，而且必要的话，这个“abc”常量 就会被系统“请”出常量池。常量池中的其他类（接口）、方法、字段的符号引用也 与此类似。
判定一个常量是否是“废弃常量”比较简单，而要判定一个类是否是“无用的类” 的条件则相对苛刻许多。类需要同时满足下面3个条件才能算是“无用的类”：
- 该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中不存在该类的任何实例。
- 加载该类的ClassLoader已经被回收。
- 该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反 射访问该类的方法。
虚拟机可以对满足上述3个条件的无用类进行回收，这里说的仅仅是“可以”，而 不是和对象一样，不使用了就必然会回收（需要增加虚拟机参数）。是否对类进行回收，HotSpot虚拟机提供 T -Xnoclassgc 参数进行控制，还可以使用-verbose:class 及-XX: +TraceClassLoading、 XX汁TraceClassUnLoading査看类的加载和卸载信息。・verbose: class和・XX: +TraceClassLoading 可以在 Product 版的虚拟机中使用，但是-XX:+TraceClassLoading 参数需要fastdebug版的虚拟机支持。
在大量使用反射、动态代理、CGLib等bytecode框架的场景，以及动态生成JSP和 OSGi这类频繁自定义ClassLoader的场景都需要虚拟机具备类卸载的功能，以保证永久 代不会溢出。