透彻学习 JDK:对象不可用了,为何还没被回收

业务不再使用对象,与垃圾回收器判定它不可达,是两套不同的标准。

edyang · 2013-08-15

业务不再使用对象,与垃圾回收器判定它不可达,是两套不同的标准。

本文使用JDK 7,示例为方法体或类定义片段。源码学习需要区分语言规则、公共接口约定与某个版本的实现。本文把讨论范围固定在 Java 7,不把后续版本的集合结构或语法写进来。

1. 从现象推到机制

垃圾回收从根集合沿引用图寻找仍可达的对象。静态集合、长寿命线程和监听器都可能意外保留对象。把局部变量设为 null 只能断开其中一条引用;其他保留链仍存在时,对象不会因此消失。

透彻学习 JDK:对象不可用了,为何还没被回收的处理、反馈与观察关系

图中的四个节点分别表示根集合、引用图、可达判断、回收观察。顺着实线检查输入如何变成输出,再沿虚线核对反馈条件。图示表达的是本文讨论的关系,不是实测曲线或现场截图。

2. 最小实现与输入条件

用一个长期存在的列表保存临时对象,再显式移除它们。重点比较回收后的存活量,而不是刚分配完成时的瞬时峰值。

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List<byte[]> retained = new ArrayList<byte[]>();
retained.add(new byte[1024 * 1024]);
// 业务结束后,集合仍保留引用
retained.clear();

将片段放入独立的小工程,补齐 imports(导入声明)和调用入口。观察返回值、异常类型及对象状态;并发实验需要重复交错,单次没有出错不能证明线程安全。

3. 用对照区分原因

下表列出需要主动改变的条件。预期行为来自机制分析,复现时还需记录运行环境和原始输出,不能将预期当作已经测得的结果。

改变的条件 需要验证的行为
临时变量离开作用域 未必能释放被静态集合引用的对象
清空长期集合 对象在无其他引用时可变为不可达
调用 System.gc 只是回收建议而非释放保证

对照 1:临时变量离开作用域

未必能释放被静态集合引用的对象。观察时记录从根到对象的保留路径。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

对照 2:清空长期集合

对象在无其他引用时可变为不可达。观察时记录回收后的存活量变化。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

对照 3:调用 System.gc

只是回收建议而非释放保证。观察时记录实际回收日志和存活对象。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

4. 适用条件与取舍

回收时机由虚拟机决定,不能靠固定等待时间证明对象已释放。诊断转储文件也可能含业务内容,应在演示数据或脱敏环境分析。

一次正常运行只覆盖了这组输入。继续扩展前,应把上面的异常对照保留下来,尤其关注“调用 System.gc”这一分支。后续方案若改变了图中任意一处依赖,原来的判断就要重新验证,不能仅凭界面相似或返回值相同沿用结论。

同月延伸

参考资料

  1. Java SE 7 API 文档
  2. Java SE 7 语言规范