垃圾收集器如何知道堆栈框架上的引用？

Question

现代垃圾收集器(如在CLR,JVM中)使用什么技术来判断哪些堆对象是从堆栈引用的？

具体来说,VM如何从知道堆栈开始的位置解释所有对堆对象的本地引用？

Answer 1

看一下1996 年 8 月的Artima文章Java 的垃圾收集堆；特别是第2页。

任何垃圾收集算法都必须做两件基本的事情。首先，它必须检测垃圾对象。其次，它必须回收垃圾对象使用的堆空间并使其可供程序使用。垃圾检测通常是通过定义一组根并确定从根的可达性来完成的。如果存在一些从根开始的引用路径，执行程序可以通过该引用路径访问该对象，则该对象是可访问的。程序始终可以访问根目录。任何从根可到达的对象都被认为是活动的。不可访问的对象被认为是垃圾，因为它们不再影响程序执行的未来过程。

在 JVM 中，根集与实现相关，但始终包含局部变量中的任何对象引用。在 JVM 中，所有对象都驻留在堆上。局部变量驻留在Java堆栈上，每个执行线程都有自己的堆栈。每个局部变量要么是对象引用，要么是基本类型，例如 int、char 或 float。因此，任何 JVM 垃圾收集堆的根都将包含每个线程堆栈上的每个对象引用。根的另一个来源是加载类的常量池中的任何对象引用，例如字符串。加载的类的常量池可以引用存储在堆上的字符串，例如类名、超类名、超接口名、字段名、字段签名、方法名、方法签名等。

根引用的任何对象都是可到达的，因此是活动对象。此外，活动对象引用的任何对象也是可访问的。程序能够访问任何可访问的对象，因此这些对象必须保留在堆上。任何不可访问的对象都可以被垃圾收集，因为程序无法访问它们。

本文继续探讨不同的垃圾收集策略，包括引用计数收集器、跟踪收集器、压缩收集器和复制收集器。

虽然这篇文章很旧，但今天仍然适用；并没有太大改变。不同收集策略的性能有所改进，但没有新的重大进展。

例如，Oracle HotSpot JVM 有一个新的垃圾优先垃圾收集器，它是一个复制收集器，针对多核处理器和大堆大小进行了性能调整（有关 G1 垃圾收集器的更多信息，请参阅此答案）。