Jvm的垃圾回收機(jī)制到底會(huì)不會(huì)回收掉長(zhǎng)時(shí)間不用的單例模式對(duì)象，這的確是一個(gè)比較有爭(zhēng)議性的問(wèn)題。將這一部分內(nèi)容單獨(dú)成篇的目的也是為了與廣大博友廣泛的討論一下這個(gè)問(wèn)題。為了能讓更多的人看到這篇文章，請(qǐng)各位博友看完文章之后，點(diǎn)一下"頂"，讓本篇文章排名盡量的靠前。筆者在此謝過(guò)。

討論命題：當(dāng)一個(gè)單例的對(duì)象長(zhǎng)久不用時(shí)，會(huì)不會(huì)被jvm的垃圾收集機(jī)制回收。

首先說(shuō)一下為什么會(huì)產(chǎn)生這一疑問(wèn)，筆者本人再此之前從來(lái)沒(méi)有考慮過(guò)垃圾回收對(duì)單例模式的影響，直到去年讀了一本書(shū)，《設(shè)計(jì)模式之禪》秦小波著。在書(shū)中提到在j2ee應(yīng)用中，jvm垃圾回收機(jī)制會(huì)把長(zhǎng)久不用的單例類(lèi)對(duì)象當(dāng)作垃圾，并在cpu空閑的時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行回收。之前讀過(guò)的幾本設(shè)計(jì)模式的書(shū)，包括《java與模式》，書(shū)中都沒(méi)有提到j(luò)vm垃圾回收機(jī)制對(duì)單例的影響。并且在工作過(guò)程中，也沒(méi)有過(guò)單例對(duì)象被回收的經(jīng)歷，加上工作中很多前輩曾經(jīng)告誡過(guò)筆者：盡量不要聲明太多的靜態(tài)屬性，因?yàn)檫@些靜態(tài)屬性被加載后不會(huì)被釋放。因此對(duì)jvm垃圾收集會(huì)回收單例對(duì)象這一說(shuō)法持懷疑態(tài)度。漸漸地，發(fā)現(xiàn)在同事中和網(wǎng)上的技術(shù)人員中，對(duì)這一問(wèn)題也基本上是鮮明的對(duì)立兩派。那么到底jvm會(huì)不會(huì)回收長(zhǎng)久不用的單例對(duì)象呢。

對(duì)這一問(wèn)題，筆者本人的觀(guān)點(diǎn)是：不會(huì)回收。

下面給出本人的測(cè)試代碼

    class Singleton {
        private byte[] a = new byte[6*1024*1024];
        private static Singleton singleton = new Singleton();
        private Singleton(){}

        public static Singleton getInstance(){
            return singleton;
        }
    }

    class Obj {
        private byte[] a = new byte[3*1024*1024];
    }

    public class Client{
        public static void main(String[] args) throws Exception{
            Singleton.getInstance();
            while(true){
                new Obj();
            }
        }
    }

本段程序的目的是模擬j2ee容器，首先實(shí)例化單例類(lèi)，這個(gè)單例類(lèi)占6M內(nèi)存，然后程序進(jìn)入死循環(huán)，不斷的創(chuàng)建對(duì)象，逼迫jvm進(jìn)行垃圾回收，然后觀(guān)察垃圾收集信息，如果進(jìn)行垃圾收集后，內(nèi)存仍然大于6M，則說(shuō)明垃圾回收不會(huì)回收單例對(duì)象。

運(yùn)行本程序使用的虛擬機(jī)是hotspot虛擬機(jī)，也就是我們使用的最多的java官方提供的虛擬機(jī)，俗稱(chēng)jdk，版本是jdk1.6.0_12

運(yùn)行時(shí)vm arguments參數(shù)為：-verbose:gc -Xms20M -Xmx20M，意思是每次jvm進(jìn)行垃圾回收時(shí)顯示內(nèi)存信息，jvm的內(nèi)存設(shè)為固定20M。

運(yùn)行結(jié)果：

……

[Full GC 18566K->6278K(20352K), 0.0101066 secs]

[GC 18567K->18566K(20352K), 0.0001978 secs]

[Full GC 18566K->6278K(20352K), 0.0088229 secs]

……

從運(yùn)行結(jié)果中可以看到總有6M空間沒(méi)有被收集。因此，筆者認(rèn)為，至少在hotspot虛擬機(jī)中，垃圾回收是不會(huì)回收單例對(duì)象的。

后來(lái)查閱了一些相關(guān)的資料，hotspot虛擬機(jī)的垃圾收集算法使用根搜索算法。這個(gè)算法的基本思路是：對(duì)任何"活"的對(duì)象，一定能最終追溯到其存活在堆棧或靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)之中的引用。通過(guò)一系列名為根（GC Roots）的引用作為起點(diǎn)，從這些根開(kāi)始搜索，經(jīng)過(guò)一系列的路徑，如果可以到達(dá)java堆中的對(duì)象，那么這個(gè)對(duì)象就是"活"的，是不可回收的?？梢宰鳛楦膶?duì)象有：

虛擬機(jī)棧（棧楨中的本地變量表）中的引用的對(duì)象。
方法區(qū)中的類(lèi)靜態(tài)屬性引用的對(duì)象。
方法區(qū)中的常量引用的對(duì)象。
本地方法棧中JNI的引用的對(duì)象。

方法區(qū)是jvm的一塊內(nèi)存區(qū)域，用來(lái)存放類(lèi)相關(guān)的信息。很明顯，java中單例模式創(chuàng)建的對(duì)象被自己類(lèi)中的靜態(tài)屬性所引用，符合第二條，因此，單例對(duì)象不會(huì)被jvm垃圾收集。

雖然jvm堆中的單例對(duì)象不會(huì)被垃圾收集，但是單例類(lèi)本身如果長(zhǎng)時(shí)間不用會(huì)不會(huì)被收集呢？因?yàn)閖vm對(duì)方法區(qū)也是有垃圾收集機(jī)制的。如果單例類(lèi)被收集，那么堆中的對(duì)象就會(huì)失去到根的路徑，必然會(huì)被垃圾收集掉。對(duì)此，筆者查閱了hotspot虛擬機(jī)對(duì)方法區(qū)的垃圾收集方法，jvm卸載類(lèi)的判定條件如下：

該類(lèi)所有的實(shí)例都已經(jīng)被回收，也就是java堆中不存在該類(lèi)的任何實(shí)例。
加載該類(lèi)的ClassLoader已經(jīng)被回收。
該類(lèi)對(duì)應(yīng)的java.lang.Class對(duì)象沒(méi)有任何地方被引用，無(wú)法在任何地方通過(guò)反射訪(fǎng)問(wèn)該類(lèi)的方法。

只有三個(gè)條件都滿(mǎn)足，jvm才會(huì)在垃圾收集的時(shí)候卸載類(lèi)。顯然，單例的類(lèi)不滿(mǎn)足條件一，因此單例類(lèi)也不會(huì)被卸載。也就是說(shuō)，只要單例類(lèi)中的靜態(tài)引用指向jvm堆中的單例對(duì)象，那么單例類(lèi)和單例對(duì)象都不會(huì)被垃圾收集，依據(jù)根搜索算法，對(duì)象是否會(huì)被垃圾收集與未被使用時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，僅僅在于這個(gè)對(duì)象是不是"活"的。假如一個(gè)對(duì)象長(zhǎng)久未使用而被回收，那么收集算法應(yīng)該是最近最長(zhǎng)未使用算法，最近最長(zhǎng)未使用算法一般用在操作系統(tǒng)的內(nèi)外存交換中，如果用在虛擬機(jī)垃圾回收中，豈不是太不安全了？以上是筆者的觀(guān)點(diǎn)。

因此筆者的觀(guān)點(diǎn)是：在hotspot虛擬機(jī)1.6版本中，除非人為地?cái)嚅_(kāi)單例中靜態(tài)引用到單例對(duì)象的聯(lián)接，否則jvm垃圾收集器是不會(huì)回收單例對(duì)象的。

參考文獻(xiàn)

Java虛擬機(jī)規(guī)范

Java hotspot虛擬機(jī)內(nèi)存管理

Java編程思想

Java與模式

設(shè)計(jì)模式

設(shè)計(jì)模式之禪

深入理解java虛擬機(jī)

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