GC Roots是JVM强持有的不可回收对象，包括虚拟机栈局部变量、方法区静态属性与常量、本地方法栈JNI引用及被synchronized持有的对象；GC从这些根出发沿引用链遍历标记存活对象。
Java的GC扫描不是逐个检查所有对象，而是从一组“根对象”（GC Roots）出发，沿着引用链向下遍历，把能到达的对象标记为“存活”，其余则视为可回收。这个过程依赖JVM对引用关系的精确建模和运行时维护。
哪些对象算作GC Roots？
GC Roots是引用链的起点，它们本身不被任何Java对象引用，但被JVM强持有，因此永远不可回收。常见类型包括：
- 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引用的对象
- 正在被同步锁（synchronized）持有的对象（部分GC算法会纳入）
引用链如何构建与遍历？
JVM在对象头或元数据中记录类型信息，GC线程能根据对象类型准确识别其所有引用字段（包括父类字段）。遍历时：
- 从每个Root对象开始，读取其直接引用的字段值（即对象地址）
- 将非空引用指向的对象加入待扫描队列（如使用三色标记中的“灰色”集合）
- 重复取出并扫描新对象的引用字段，直到队列为空
- 未被访问到的对象即不在引用链上，判定为“不可达”
注意：数组对象会被整体视为一个节点，其元素引用在扫描该数组实例时一并处理；基本类型字段（int、boolean等）不参与引用链构建。
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不同引用类型对遍历的影响
Java的四种引用（强、软、弱、虚）并不改变引用链的“存在性”，而是影响GC在标记-清除阶段的**后续决策**：
- 强引用：只要在引用链上，就一定不被回收
- 软引用：在内存不足且对象仅被软引用可达时，才可能被回收（遍历仍会走到它）
- 弱引用：GC遍历时照常访问，但标记阶段结束后，仅被弱引用可达的对象会被立即清除
- 虚引用：不影响对象生命周期，无法通过虚引用获取对象实例，仅用于接收回收通知
也就是说，软/弱/虚引用本身是堆上的Reference子类实例，它们的referent字段构成引用链的一部分；但GC算法会对这些Reference对象做特殊处理（如将它们加入pending队列），而不是简单忽略。
对象内部引用的可见性保障
JVM确保引用字段的更新对GC线程可见，主要依靠：
- 写屏障（Write Barrier）：在给引用字段赋值时插入额外逻辑，例如记录跨代引用（用于G1/CMS的卡表维护）
- 安全点（Safepoint）机制：保证GC线程暂停应用线程时，对象状态处于一致、可分析的快照
- 精确式GC：现代JVM不再依赖保守扫描，而是通过Class Metadata精准知道每个对象有哪些引用字段及偏移量
这使得引用链遍历既高效又可靠，不会漏掉活跃对象，也不会误判已失效引用。
基本上就这些。引用链不是静态结构，而是在每次GC发生时动态构建的快照；它的起点、路径和终点，由运行时对象图和引用类型共同决定。
