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週一晚上下班，我高高興興的回到家裡面，女朋友蹦蹦跳跳的朝我跑過來，手裡拿著掃把和拖布。這是又要打我麼？我又做錯了什麼事情麼？我大腦在高速旋轉。這時，女朋友打破了沉默。
嗨，回來啦。諾，給你，我知道你最近在學習做家務。
Execuse Me？我在學習做家務？開什麼玩笑，我躲還來不及呢。
唉，你就別謙虛啦。我今天幫你拿了一份快遞，是一本書《垃圾回收的算法與實現》。
額、你誤會了，我要學的垃圾回收不是要做家務的意思。
Garbage Collection，簡稱GC，中文名"垃圾回收"。是和計算機內存管理有關的概念，這裡面的垃圾指的是程序不用的內存空間。
難道不是麼？我說你怎麼變得這麼勤快了，那你順便給我講講吧。
好吧，那我們就從做家務開始說起吧。
什麼是垃圾回收
說到做家務，我們肯定不免要丟棄一些東西，說的文明一點叫斷舍離，說的簡單一點就是丟垃圾。
在現實世界中，說到垃圾，指的就是那些不讀的書、不穿的衣服等。這種情況下的"垃圾"指的就是"自己不用的東西"。我們在整理家務的時候，一般是要做兩件事，找到家裡不用的垃圾，把這些垃圾丟棄，以便放一些其他的有用的東西。
映射到計算機系統中也一樣，計算機的內存也是有限的，不可能把所有東西都一直存放在內存中，也需要定期釋放不用的內存空間。而這些不用的內存空間中存放的東西就是垃圾了。在程序中，垃圾回收的過程就是找到內存空間中的垃圾，然後進行垃圾回收，讓程序員能夠再次利用這部分空間。
呵，這還需要專門買一本書來看麼？直接打開電腦清理大師不就解決了麼？
額，這種工具確實可以幫助清理內存，但是他們是如何實現的才是我們關心的呀。
什麼樣的東西算是垃圾
前面我們提到過，生活中的垃圾就是那些不用的東西。但是，『不用』這件事是如何確定的呢？
在日常做家務的時候，我們想要確定一個東西是否可以丟棄的時候，我們會有很多方法。
引用計數算法
第一種，我們在房間內找到一個感覺沒什麼用的usb線的時候，我們是這樣判斷他有沒有用的：
1、看家裡有沒有可以用得上這個充電口的設備。
2、看家裡有沒有可以適配這個USB線的適配器。
如果有的話，那麼我們就認為這根線是有用的，否則，這根USB線就會被我們標記為垃圾。等待被丟棄。
上面這種方式，在計算機的垃圾手機算法中叫做引用計數法，其算法過程是這樣的：給對象中增加一個引用計數器，每當有一個地方引用他時，計數器就加1，當引用失效時，計數器值就減1。當執行垃圾回收時，只需要判斷這個對象的引用計數器的數值是不是0就可以了。如果引用計數器數值為0，則表示可以回收。
這是一種比較簡單的算法了，這種垃圾回收方式比較簡單。
但是，這種丟垃圾的方式有一個缺點，那就是有可能效果不明顯，就像我們想要丟棄一個USB線的時候，發現只有一個MP3可以使用他，然後，我們就把USB線保留下來了。當我們想要丟棄MP3的時候，發現家裡還有一根USB線可以用到他，這樣，MP3也被保留下來了。
但是，如果這個MP3和USB線根本就沒有人想要用了呢？比如這個USB線和MP3是家裡的某個客人留下的，他表示已經不需要了呢？
這就是引用計數法的缺點，就是如果存在循環引用對象，將導致無法回收。
嗯，這種方式確實挺笨的，但是誰會想不到MP3已經沒有人使用了呢？
哈哈，這裡只是比喻嘛。如果你要想到MP3是不是還有人用，那就是另外一種算法啦。
可達性分析算法
當然，日常生活中，我們判斷一個東西還有沒有用，不能僅僅看是不是有東西和他"配套"，還是要看家裡人到底還用不用得到。
所以，比較靠譜一點的判斷一個東西是不是垃圾的時候，我們會拿著一個東西，問一遍家裡的所有成員：這東西你還需要嗎？
如果得到的答案都是不需要的話，那就證明這個東西可以丟棄了。這樣就避免了MP3和USB線被誤保留的尷尬。
這種方式，就是從家庭成員出發，去判斷一個東西到底有沒有用。而不是從物品之間的相關關聯關係來判斷。
上面這種垃圾判斷的方法，在計算機中叫做可達性分析算法，這個算法的基本思路是通過一系列的"GC Root"的對象作為起始點，從這些節點開始向下搜索，搜索所走過的路徑成為引用鏈，當一個對象到GC Root沒有任何引用鏈相連時，則證明此對象是不可用的。
一個物品，沒有任何家庭成員宣佈需要還要繼續使用。就像一個對象，到達所有的"GC Root"都沒有引用鏈是一樣的。
在Java語言中，可以作為GC Root的對象包括以下幾種：
1、虛擬機棧中引用的對象。
2、方法區中類靜態屬性引用的對象。
3、方法區中常量引用的對象。
4、本地方法棧中JNI引用的對象。
嗯，相比較來說，還是後面這種方法比較靠譜。
是的。
那知道哪些東西是不需要的了，是不是就可以直接扔了？
這個倒也不一定呢。
垃圾的宿命
一般情況下，我們對於一個家裡面沒用的東西處理，不太會果斷的直接扔掉。有的時候對於一些有一定紀念意義的、或者比較貴重的東西會先保留一段時間，經過幾次清理，還是覺得沒用以後，才會被徹底扔掉。
其實，計算機的垃圾回收也是一樣的。就算一個對象，通過可達性分析算法分析後，發現其是『不可達』的，也並不是非回收不可的。
一般情況下，要宣告一個對象死亡，至少要經過兩次標記過程：
1、經過可達性分析後，一個對象並沒有與GC Root關聯的引用鏈，將會被第一次標記和篩選。篩選條件是此對象有沒有必要執行finalize()方法。如果對象沒有覆蓋finalize()方法，或者已經執行過了。那就認為他可以回收了。如果有必要執行finalize()方法，那麼將會把這個對象放置到F-Queue的隊列中，等待執行。
2、虛擬機會建立一個低優先級的Finalizer線程執行F-Queue裡面的對象的finalize()方法。如果對象在finalize()方法中可以『拯救』自己，那麼將不會被回收，否則，他將被移入一個即將被回收的對象集合。
對象如何在finalize()中『拯救』自己呢？
最簡單的方式就是重新建立引用，比如把自己賦值給某個類變量或者對象的成員變量。
好啦。我終於明白了。
嗯，懂了就好，我不用收垃圾了吧。
不不不，我已經幫你通過算法分析過了，門口那一堆都是可以回收的對象，你處理一下吧。
額…
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