将null赋给引用变量时的GC行为

Question

我试图理解GC的行为，我发现了一些让我感兴趣的东西，我无法理解。

请参阅代码和输出：

public class GCTest {
    private static int i=0;

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        i++; //counting garbage collected objects
    }

    public static void main(String[] args) {        
        GCTest holdLastObject; //If I assign null here then no of eligible objects are 9 otherwise 10.

        for (int i = 0; i < 10; i++) {            
             holdLastObject=new GCTest();             
        }

        System.gc(); //requesting GC

        //sleeping for a while to run after GC.
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // final output 
        System.out.println("`Total no of object garbage collected=`"+i);          
    }
}

在上面的例子中，如果我将holdLastObject指定为null，那么我得到Total no of object garbage collected=9 。 如果我不这样做，我会得到10 。

有人可以解释一下吗？ 我无法找到正确的理由。

Answer 1

检查字节码有助于揭示答案。

当您为局部变量赋值null ，正如Jon Skeet所提到的，这是一个明确的赋值，并且javac 必须在main方法中创建一个局部变量。，因为字节码证明：

// access flags 0x9
public static main([Ljava/lang/String;)V
  TRYCATCHBLOCK L0 L1 L2 java/lang/InterruptedException
 L3
  LINENUMBER 12 L3
  ACONST_NULL
  ASTORE 1

在这种情况下，局部变量将保留最后一个赋值，并且只有在超出范围时才可用于垃圾收集。 由于它在main定义，它只在程序终止时超出范围，在您打印i ，它不会被收集。

如果你没有给它赋值，因为它从不在循环之外使用，javac将它优化for循环范围内的局部变量，当然可以在程序终止之前收集它。

检查此场景的字节码表明缺少LINENUMBER 12的整个块，因此证明了这一理论是正确的。

注意：
据我所知，这种行为不是由Java标准定义的，并且可能因javac实现而异。 我用以下版本观察过它：

mureinik@computer ~/src/untracked $ javac -version
javac 1.8.0_31
mureinik@computer ~/src/untracked $ java -version
openjdk version "1.8.0_31"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_31-b13)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.31-b07, mixed mode)

Answer 2

我怀疑这是由于明确的任务。

如果在循环之前为holdLastObject赋值，那么它肯定是为整个方法分配的（从声明之后开始） - 所以即使你在循环之后没有访问它，GC也知道你可以编写代码访问它，因此它不会完成最后一个实例。

因为你没有在循环之前为变量赋值，所以除了在循环中之外没有明确赋值 - 所以我怀疑GC将它视为在循环中声明它 - 它知道循环之后没有代码可以读取从变量（因为它没有明确分配），所以它知道它可以完成并收集最后一个实例。

只是为了澄清我的意思，如果你添加：

System.out.println(holdLastObject);

就在System.gc()行之前，你会发现它不会在你的第一种情况下编译（没有赋值）。

我怀疑这是一个虚拟机细节 - 我希望如果 GC可以证明没有代码实际上是从本地变量中读取的，那么无论如何收集最终实例都是合法的（即使它不是' t目前以这种方式实施）。

编辑：与TheLostMind的答案相反，我相信编译器会将此信息提供给JVM。 使用javap -verbose GCTest我发现这没有赋值：

  StackMapTable: number_of_entries = 4
    frame_type = 253 /* append */
      offset_delta = 2
      locals = [ top, int ]
    frame_type = 249 /* chop */
      offset_delta = 19
    frame_type = 75 /* same_locals_1_stack_item */
      stack = [ class java/lang/InterruptedException ]
    frame_type = 4 /* same */

这与分配：

  StackMapTable: number_of_entries = 4
    frame_type = 253 /* append */
      offset_delta = 4
      locals = [ class GCTest, int ]
    frame_type = 250 /* chop */
      offset_delta = 19
    frame_type = 75 /* same_locals_1_stack_item */
      stack = [ class java/lang/InterruptedException ]
    frame_type = 4 /* same */

请注意第一个条目的locals部分的差异。 奇怪的是，如果没有初始分配， class GCTest条目就不会出现在任何地方 ......

Answer 3

我没有发现两种情况的字节代码有任何重大差异（所以不值得在这里发布字节代码）。 所以我的假设是这是由于JIT / JVM优化。

说明：

情况1 ：

public static void main(String[] args) {
  GCTest holdLastObject; //If I assign null here then no of eligible objects are 9 otherwise 10.
     for (int i = 0; i < 10; i++) {
         holdLastObject=new GCTest();
    }
    //System.out.println(holdLastObject); You can't do this here. holdLastObject might not have been initialized.
     System.gc(); //requesting GC
}

请注意 ，您尚未将holdLastObject初始化为null 。 因此，在循环之外，它无法访问（您将收到编译时错误）。 这意味着* JVM发现该字段未在后面部分中使用。 Eclipse为您提供该消息。 因此，JVM将创建并消除循环内部的所有内容。 所以，10个物体已经过时了。

案例-2：

 public static void main(String[] args) {
      GCTest holdLastObject=null; //If I assign null here then no of eligible objects are 9 otherwise 10.
         for (int i = 0; i < 10; i++) {
             holdLastObject=new GCTest();
        }
        //System.out.println(holdLastObject); You can't do this here. holdLastObject might not have been initialized.
         System.gc(); //requesting GC
    }

在这种情况下，由于字段被初始化为null，因此它在循环外部创建 ，因此null reference被推入其局部变量表中的槽中。 因此，JVM理解该字段可以从外部访问 ，因此它不会破坏它保持活动的最后一个实例 ，因为它仍然是可访问/可读的 。因此，除非您明确地将最后一个引用的值设置为null，否则它存在并且可以访问。 因此，9个实例将为GC做好准备。