Java对象存活判断：可达性分析与标记机制解析

Java垃圾回收通过可达性分析算法精准判断对象存活与否，以GC Roots（如栈中局部变量、静态属性、常量、JNI引用等）为起点追踪引用链，不可达对象即被回收——这意味着循环引用完全不影响回收效率，彻底摆脱了引用计数的固有缺陷；同时，强、软、弱、虚四类引用赋予开发者细粒度的内存控制能力，而标记阶段（初始标记、并发标记、重新标记）则在保障准确性的同时兼顾性能，深入理解这些机制，是高效排查内存泄漏与优化JVM性能的关键所在。

Java的垃圾回收（GC）并不依赖引用计数，而是采用可达性分析算法来判定对象是否存活。核心逻辑很简单：从一组称为“GC Roots”的对象出发，沿着引用链向下搜索，能被访问到的对象视为“存活”，其余则标记为可回收。

哪些对象可以作为GC Roots？

GC Roots不是随便选的，必须是JVM能明确保证生命周期、不会被回收的起点。常见包括：

• 虚拟机栈（栈帧中的局部变量表）中引用的对象
• 方法区中类静态属性引用的对象
• 方法区中常量引用的对象（如字符串常量池里的String实例）
• 本地方法栈中JNI（即Native方法）引用的对象
• 正在被同步锁（synchronized）持有的对象（JDK 9+部分实现中考虑）

可达性分析 ≠ 引用链不断开就一定存活

即使某个对象还被引用着，也不代表它一定“真正有用”。比如软引用（SoftReference）、弱引用（WeakReference）、虚引用（PhantomReference）所指向的对象，在GC时会按不同策略处理：

• 强引用：最常见，如 Object obj = new Object()，只要强引用存在，GC就不会回收
• 软引用：内存不足时才回收，适合做缓存（如SoftReference）
• 弱引用：每次GC都会尝试回收，常用于避免内存泄漏（如ThreadLocal中的key）
• 虚引用：无法通过它获取对象，唯一作用是在对象被回收前收到系统通知（配合ReferenceQueue使用）

标记阶段做了什么？

在可达性分析完成后，GC进入标记阶段——把所有从GC Roots可达的对象打上“存活”标记。不同收集器实现略有差异，但本质一致：

• 初始标记（Initial Mark）：暂停用户线程（STW），快速扫描GC Roots直接关联的对象（如栈中引用、静态字段等）
• 并发标记（Concurrent Mark）：与用户线程并发执行，遍历整个对象图，标记所有可达对象（CMS、G1、ZGC都支持）
• 重新标记（Remark）：再次STW，修正并发期间因用户线程修改引用关系导致的漏标（比如A→B断开、C→B建立）

注意：标记本身不清理内存，只是为后续清除或整理阶段提供依据。

一个容易忽略的关键点：循环引用不会阻止回收

Java不靠引用计数，所以两个对象互相引用（A → B，B → A），但都没被GC Roots连通，它们依然会被回收。这是和Python、Objective-C等语言的重要区别。

比如：

此时a、b已不可达，下次GC就会回收它们。

基本上就这些。理解GC Roots的范围、引用类型的语义、以及标记阶段的实际行为，比死记“哪些算法”更有助于排查内存问题。

今天关于《Java对象存活判断：可达性分析与标记机制解析》的内容介绍就到此结束，如果有什么疑问或者建议，可以在golang学习网公众号下多多回复交流；文中若有不正之处，也希望回复留言以告知！