垃圾回收中根据GCROOT判断对象是否可回收及Java中的引用类型

本文由 AI 生成，内容仅供参考，请仔细甄别。

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一、如何判断一个对象是不是垃圾？

✅ Java 的判断标准：对象是否可达

可达性分析算法（Reachability Analysis）：从一组被称为 “GC Roots” 的对象出发，沿着对象的引用链进行遍历，如果一个对象在遍历过程中无法被访问到，就被认为是“不可达”的，即为“垃圾”。

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二、GC Roots 是哪些对象？

这些对象默认永远“活着”，作为可达性分析的起点：

1. 虚拟机栈中的引用对象
   虚拟机栈中的引用对象是指在方法调用的过程中，方法的局部变量引用的对象。每个线程在执行方法时，都会在虚拟机栈中创建一个栈帧，栈帧中的局部变量就是虚拟机栈中的引用对象。
2. 方法区中的静态变量引用的对象
   方法区中存放着类的相关信息，包括静态变量和常量池。当静态变量引用一个对象时，该对象就是一个 GC ROOT 对象。
3. 方法区中的常量引用的对象
   在常量池中的常量引用的对象也是 GC ROOT 对象，例如字符串常量池中的字符串对象。
4. 本地方法栈中 JNI 引用的对象（如 native 方法使用的对象）
   JNI 是 Java 调用本地方法的接口，本地方法栈中 JNI 引用的对象也是 GC ROOT 对象。
5. 虚拟机内部的引用对象
   虚拟机内部维护了一些对象，这些对象也是 GC ROOT 对象，例如系统类加载器、线程、JNI 引用等。

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三、示意图理解可达性分析

GC Roots
   |
   v
obj1 → obj2 → obj3
          ↑
         obj4

obj5 （没有任何对象引用它，也无法被 GC Roots 访问）→ 垃圾

在上图中：

• obj1 ~ obj4 是可达的，因此不是垃圾
• obj5 无法通过 GC Roots 找到引用链 → 被判定为垃圾

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四、特殊情况：对象的“自救”机制（finalize）

在一次 GC 判断中，被判定为垃圾的对象并不一定马上被回收。

• 如果对象重写了 finalize() 方法，并且该方法中让这个对象重新与 GC Roots 建立了关联，它可以“逃脱死亡”一次。
• 但 finalize() 只会被调用 一次。

示例代码：

public class FinalizeEscapeGC {
    public static FinalizeEscapeGC SAVE_HOOK = null;

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        SAVE_HOOK = this;  // 关键：重新建立引用
        System.out.println("finalize 被调用！");
    }

    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        SAVE_HOOK = new FinalizeEscapeGC();
        SAVE_HOOK = null;
        System.gc();  // 第一次 GC
        Thread.sleep(500);
        System.out.println(SAVE_HOOK != null);  // true

        SAVE_HOOK = null;
        System.gc();  // 第二次 GC
        Thread.sleep(500);
        System.out.println(SAVE_HOOK != null);  // false（因为 finalize 只被调用一次）
    }
}

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五、总结：Java 如何判断对象是不是垃圾？

判断方式	说明
可达性分析（主流）	沿 GC Roots 向下遍历，无法访问到的对象即为垃圾
引用计数（旧方案）	不再使用，容易造成循环引用无法回收问题
finalize 自救机制	第一次回收前可能通过 finalize 复活，但只限一次

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好的，下面我们来详细讲解 Java 中四种引用类型（强、软、弱、虚） 与 垃圾回收判定 之间的关系，这对理解对象是否会被 GC 回收非常关键。

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六、Java 四种引用类型与 GC 的关系

引用类型	是否影响 GC 判定	回收时机	常见用途
强引用（StrongReference）	❌ 不会被回收	永不回收（除非显式设为 null）	普通对象引用
软引用（SoftReference）	✅ 可能被回收	内存不足时回收	缓存，例如图片缓存
弱引用（WeakReference）	✅ 很容易被回收	下一次 GC 时就回收	ThreadLocal、元数据缓存等
虚引用（PhantomReference）	✅ 必定会被回收	被 GC 标记为垃圾时就被回收（不会自动清理）	对象被回收前收到通知（用于资源释放）

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1、强引用（StrongReference）

最常用的引用类型，例如：

Object obj = new Object(); // obj 是对 Object 实例的强引用

只要有一个强引用存在，对象就不会被 GC 回收。

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2、软引用（SoftReference）

SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(new Object());

GC 时，如果内存充足，该对象不会被回收；如果内存不足，才会被回收。

应用场景：

• 常用于实现 内存敏感缓存，如图片、页面数据等。

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3、弱引用（WeakReference）

WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());

一旦发生 GC，不管内存是否足够，只要没有强引用关联，它就会被回收。

应用场景：

• Java 的 ThreadLocal 的内部结构使用了弱引用。
• 一些元数据缓存，例如 ClassLoader 缓存。

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4、虚引用（PhantomReference）

PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(new Object(), referenceQueue);

虚引用本身不会阻止对象被回收。它 唯一的用途是：对象被标记为可回收时，将虚引用放入 ReferenceQueue，用于追踪对象生命周期。

应用场景：

• 管理堆外内存
• 在对象被回收前进行一些 资源清理操作
• 实现比 finalize() 更可靠的清理方式（避免 finalize 的副作用）

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六、GC 判定中四种引用的作用总结

引用类型	会被 GC 判断为垃圾吗？	是否影响对象可达性分析	特点
强引用	否	是（参与可达性分析）	永不被回收（除非断开引用）
软引用	是（视内存而定）	否	内存不足时会被回收
弱引用	是（随 GC）	否	GC 一来就回收
虚引用	是	否	不会阻止 GC，配合队列使用

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