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在Java虚拟机中GC Roots包含哪些_Java GC Roots 可达性集合解析

P粉602998670

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发布时间:2025-12-18 14:46:02

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来源于php中文网

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GC Roots是JVM在GC时认定“必须存活”的对象引用,包括虚拟机栈中局部变量引用的对象、本地方法栈中JNI引用的对象、方法区中类静态属性和常量引用的对象、以及JVM内部特殊对象;其本质是当前时刻强持有且需保障存活的引用。

在java虚拟机中gc roots包含哪些_java gc roots 可达性集合解析

Java虚拟机判断对象是否存活,依赖的是可达性分析算法,其核心是找出一组被称为GC Roots的起点对象。从这些根出发,沿着引用链向下搜索,能被触及的对象视为“存活”,其余则可能被回收。

哪些对象可以作为GC Roots?

GC Roots不是固定不变的类或实例,而是在特定时刻被JVM认定为“必须存活”的对象引用**。主要包括以下几类:

  • 虚拟机(栈帧中的局部变量表)中引用的对象:每个线程的栈帧里,正在执行的方法所持有的局部变量(包括参数、临时变量等)如果指向某个对象,该对象就是GC Root。
  • 本地方法栈中JNI(即Native方法)引用的对象:Java调用C/C++代码时,通过JNI创建的全局引用(Global Reference)或局部引用(Local Reference)若未被显式释放,对应Java对象也会被视作Root。
  • 方法区中类静态属性引用的对象:例如 public static Object cache = new Object(); 中的 cache 所指对象。
  • 方法区中常量引用的对象:比如字符串常量池(String Table)里的字符串对象(注意:JDK 7+ 字符串常量池已移到堆中,但仍属于GC Roots范畴);还有 public static final String NAME = "hello"; 这类编译期确定的常量所引用的对象。
  • Java虚拟机内部的特殊对象:如基本类型的Class对象、一些关键系统类(如 java.lang.Object)、异常处理对象(如正在抛出的异常实例)、同步锁持有的对象(synchronized块监视器)等。

特别注意:不是所有静态变量都天然等于GC Root

只有被加载且初始化完成的类中,其静态字段实际持有非null引用时,该引用才构成GC Root。例如:

  • 类尚未初始化(如还未触发),静态字段还是默认值(null),不构成Root。
  • 静态字段被显式赋值为null,引用断开,对象就可能被回收(前提是无其他路径可达)。
  • 使用弱引用(WeakReference)、软引用(SoftReference)或虚引用(PhantomReference)持有的对象,本身不作为GC Roots,也不阻止被回收(行为由引用类型决定)。

GC Roots是动态快照,不是静态列表

JVM在每次GC前会暂停所有应用线程(STW),然后在那一刻抓取所有活跃线程的栈状态、方法区数据等,构建出瞬时的GC Roots集合。这意味着:

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  • 同一个对象,在不同GC时刻可能有时是Root,有时不是(比如局部变量作用域结束,引用消失)。
  • GC Roots本身也可能被回收——比如一个线程结束,其栈帧销毁,原来栈里的引用就不再有效。
  • 没有“永久GC Root”,一切以当前安全点(Safepoint)采集到的引用为准。

基本上就这些。理解GC Roots的关键,不在于死记条目,而在于抓住本质:谁在当前时刻“强持有”着对象,且这种持有是JVM必须保障其存活的。搞清这点,就能自然推导出哪些算Root,哪些不算。

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