# 38. GC Root主要包含哪些对象？

# 标准答案

GC Root（垃圾回收根对象）是 JVM 在执行垃圾回收时的起始点，所有直接或间接被 GC Root 引用的对象都不会被回收。GC Root 主要包括以下几类对象：

栈中的引用对象（即 Java 方法执行时，虚拟机栈中局部变量表中的对象引用）
方法区中的静态变量（即类的静态成员变量，存放在方法区或 Metaspace）
方法区中的常量引用（例如 String Pool 中的字符串常量）
JNI（Native 方法）的引用对象（即本地方法调用过程中引用的对象，如 DirectByteBuffer 关联的内存对象）
正在同步的对象（同步锁 Monitor 对象）（被 synchronized 关键字持有的对象）

# 答案解析

在垃圾回收过程中，GC 需要找到存活对象，避免误删仍在使用的对象。JVM 通过**可达性分析算法（Reachability Analysis）**来判断对象是否存活：如果一个对象可通过 GC Root 直接或间接到达，则它被认为是存活的，否则就是垃圾对象，会被 GC 回收。

# GC Root 的主要组成部分

栈中的引用对象（局部变量表中的对象引用）
- 当一个 Java 线程运行时，它会创建虚拟机栈（Thread Stack），方法执行过程中，方法栈帧的局部变量表中存储着对象的引用。如果某个对象的引用仍然存在于局部变量表中，那么这个对象不会被回收。
- 例如：
```
public void test() {
    Object obj = new Object(); // obj 是 GC Root
} // obj 作用域结束后，可能变成垃圾对象
```
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- GC 过程中，局部变量表中的引用作为起点进行可达性分析。
方法区中的静态变量
- 静态变量是类加载后一直存活的，存放在方法区（JDK 8 及以后在 Metaspace），只要类没有被卸载，静态变量所引用的对象也不会被回收。例如：
```
public class Example {
    private static Object staticObj = new Object(); // staticObj 是 GC Root
}
```
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- 静态变量引用的对象不会被 GC 直接回收，除非类被卸载。
方法区中的常量引用
- 常量池存储在方法区中，字符串常量（如 String Pool 中的字符串）也是 GC Root。例如：
```
String str = "hello"; // str 指向的是字符串常量池中的"hello"，不会被回收
```
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- 字符串常量池中的对象在没有外部引用时仍可能被回收，但通常不会主动清理。
JNI（Native 方法）的引用对象
- 当 Java 代码调用 Native 代码（C/C++ 编写的本地方法）时，本地代码可能会持有对象的引用，使其不会被 GC 回收。例如：
```
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024); // 由 JNI 持有
```
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- 直接分配的堆外内存（如 DirectByteBuffer）是由 JNI 代码管理的，可能不会被 Java GC 直接回收，需要手动释放。

正在同步的对象（持有 Monitor 锁的对象）

当一个对象被 synchronized 关键字锁定时，它会被 JVM 认为是 GC Root。例如：

public class SyncExample {
    private static final Object lock = new Object();

    public void method() {
        synchronized (lock) {
            // lock 作为 GC Root
        }
    }
}

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持有锁的对象在 GC 期间不会被回收，直到锁释放。

# GC Root 相关的常见误区

GC Root 不是所有存活对象的集合
- GC Root 仅仅是垃圾回收的起始点，并不代表所有存活对象，而是通过可达性分析找到的对象才不会被回收。
静态变量不等于不会被回收
- 只有静态变量本身是 GC Root，但如果静态变量被置为 null，或者类被卸载，那么原来的对象仍然可能被回收。
GC Root 也可能被回收
- 某些 GC Root（如线程栈中的局部变量）在方法执行完毕后会被销毁，进而使得某些对象失去引用而被回收。

# 深入追问

如何在 JVM 运行时查看当前 GC Root？
- 通过 jmap -histo 或 MAT（Memory Analyzer Tool） 工具分析 GC Root 的引用路径。
哪些情况会导致 GC Root 变成不可达对象？
- 线程结束、类卸载、Native 代码释放对象引用等。
为什么 DirectByteBuffer 不受 GC 直接管理？
- 因为 DirectByteBuffer 使用的是堆外内存，由 JNI 代码管理，GC 只能通过 ReferenceQueue 进行间接管理。

# 相关面试题

如何手动查看 GC Root 并分析内存泄漏？
哪些对象在 Minor GC 和 Full GC 时不会被回收？
如何使用 MAT 分析 GC Root 引用链

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