什么是GC Roots？一文详解JVM垃圾回收机制的关键概念

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@小白创作中心

什么是GC Roots？一文详解JVM垃圾回收机制的关键概念

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CSDN

https://blog.csdn.net/m0_63653444/article/details/140323721

在Java虚拟机（JVM）中，垃圾回收（Garbage Collection，简称GC）是一个核心机制，用于自动管理内存，释放不再使用的对象所占用的空间。但是，JVM是如何判断哪些对象应该被回收，哪些应该保留呢？这就要从GC Roots的概念说起。

GC Roots的定义

GC Roots可以类比为"诛九族"中的共同祖先。在堆的垃圾回收中，JVM会追踪对象的祖先引用。如果这些祖先已经不再存在，它们将被清理掉。那些能够逃过垃圾回收的祖先非常特殊，它们被称为GC Roots。

GC Roots的作用

通过从GC Roots开始向下追溯和搜索，形成一个称为"Reference Chain"（引用链）的链条。当一个对象无法与任何GC Root建立关联时，它将被无情地清除。例如，在下图中，Obj5、Obj6、Obj7由于无法与GC Roots关联，将在垃圾回收时被销毁。

垃圾回收就是围绕着GC Roots去做的。同时，它也是很多内存泄露的根源，因为其他引用根本没有这样的权利。

GC Roots的类型

GC Roots是一组必须活跃的引用。用通俗的话来说，就是程序接下来通过直接引用或者间接引用，能够访问到的潜在被使用的对象。GC Roots主要包括以下四种类型：

虚拟机栈中引用的对象

当一个对象在虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中被引用时，它充当了GC Root的作用。例如：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        Example obj = new Example(); // obj 是 GC Root
        obj = null; // 断开 obj 对原对象的引用
    }
}

在上面的示例中，obj是虚拟机栈中的本地变量，当obj被赋值为null时，原对象与GC Root断开连接，因此原对象会被回收。

方法区中类静态属性引用的对象

类静态属性引用的对象也是GC Roots。例如：

public class Example {
    public static Example s; // 类静态属性引用的对象
    public static void main(String[] args) {
        Example obj = new Example();
        obj.s = new Example(); // s 是 GC Root
        obj = null; // 断开 obj 对原对象的引用
    }
}

在上面的示例中，当栈帧中的本地变量obj = null时，由于obj原来指向的对象与GC Root（变量obj）断开了连接，所以obj原来指向的对象会被回收，而由于我们给s赋值了变量的引用，s在此时是类静态属性引用，充当了GC Root的作用，它指向的对象依然存活。

方法区中常量引用的对象

常量引用的对象也不会因为其他引用断开而被回收。例如：

public class Example {
    public static final Example CONSTANT = new Example(); // 常量引用的对象
    public static void main(String[] args) {
        Example obj = new Example();
        obj = null; // 断开 obj 对原对象的引用，但 CONSTANT 不受影响
    }
}

在上面的示例中，常量CONSTANT指向的对象不会因为obj的断开而被回收。

本地方法栈中JNI引用的对象

JNI（Java Native Interface）是Java调用非Java代码的接口，本地方法栈中JNI引用的对象也是GC Roots。例如：

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_pecuyu_jnirefdemo_MainActivity_newStringNative(JNIEnv *env, jobject instance，jstring jmsg) {
...
   // 缓存String的class
   jclass jc = (*env)->FindClass(env, STRING_PATH);
}