Java垃圾收集学习笔记

最新推荐文章于 2024-07-23 00:20:22 发布

LH9898

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本文深入探讨了垃圾回收机制的核心概念和技术细节，包括垃圾收集的基本原理、不同类型的引用、垃圾回收算法（如标记并清除、复制收集等）、按代收集策略以及对象的状态（可触及、可复活、不可触及）。此外，还讨论了终结方法的作用及其对垃圾收集的影响。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

（1）除了释放不再被引用的对象，垃圾收集器还要处理堆碎块。请求分配新对象时可能不得不增大堆空间的大小，虽然可以使用的空闲空间是足够的，但是堆中没有没有连续的空间放得下新对象。可能会导致虚拟机产生不必要的”内存不足“错误。

（2）使用垃圾收集堆，有一个潜在的缺陷就是加大程序的负担，可能影响程序的性能。因为虚拟机需要追踪哪些对象被正在执行的程序引用，还要动态释放垃圾对象。

（3）程序可以调用System.gc()建议jvm去收集垃圾，但是不能为垃圾回收机制指定某个对象是不是垃圾。即便调用了gc（），并不会马上进行垃圾回收，甚至不一定会执行垃圾回收。所有的内存分配和回收权限都在jvm，不在开发人员手里。

可以试试：

public class RubbishRelease {
    // 类的finalize方法，可以告诉垃圾回收器应该执行的操作，该方法从Object类继承而来。
    // 在从堆中永久删除对象之前，垃圾回收器调用该对象的finalize方法。
    public void finalize() {
        System.out.println("the Object is going...");
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            // 下面不断创建对象，但是这些对象都没有被引用
            new RubbishRelease();
            new RubbishRelease();
            new RubbishRelease();
            System.gc();
        }
        System.out.println("The program is over!");
    }
}

运行结果：

这里写图片描述

（4）垃圾收集算法有很多，但任何垃圾收集算法都必须做两件事情。首先，它必须检测出垃圾对象。其次，它必须回收垃圾对象所使用的堆空间并还给程序。

（5）区分活动对象和垃圾的两个基本方法是引用计数和跟踪。

（6）引用计数是垃圾收集的早期策略。在这种方法中，堆中每一个对象都有一个引用计数。一个对象被创建了，并且指向该对象的引用被分配给一个变量，这个对象的引用计数被置为1。当任何其他变量被赋值为对这个对象的引用时，计数加1。当一个对象的引用超过了生存期或者被设置一个新的值时，对象的引用计数减1。任何引用计数为0的对象可以被当作垃圾收集。当一个对象被垃圾收集的时候，它引用的任何对象计数值减1。这种方法的好处是，引用计数收集器可以很快地执行，交织在程序的运行之中。这个特性对于程序不能被长时间打断的实时环境很有利。坏处就是，引用计数无法检测出循环(即两个或者更多的对象互相引用)。

（7）跟踪收集器追踪从根节点开始的对象引用图。给追踪过程中遇到对象以某种方式打上标记。追踪结束时，未被标记的对象就是无法触及的，从而被收集。基本的追踪算法被称作“标记并清除”，这个名字指出垃圾收集过程的两个阶段。

（8）Java虚拟机的垃圾收集器可能有对付堆碎块的策略。标记并清除收集器通常使用的两种策略是压缩和拷贝。这两种方法都是快速地移动对象来减少堆碎块。

（9）压缩收集器把活动的对象越过空闲区滑动到堆的一端，在这个过程中，堆的另一端出现一个大的连续空闲区。所有被移动的对象的引用也被更新，指向新的位置。

（10）拷贝收集器把所有的活动的对象移动到一个新的区域。在拷贝过程中，被紧挨着布置，这样可以消除原本它们在旧区域的空隙。即空闲区。一般的拷贝收集器算法被称为“停止并拷贝”。此方案中，堆被分成两个区域，任何时候都使用一个区域。对象在同一个区域中分配直到被耗尽。此时，程序执行被中止，堆被遍历，遍历时遇到活动的对象被拷贝到另个区域。当停止和拷贝过程结束时，程序恢复执行。依次往复，对于指定大小的堆来说需要两倍大小的内存，由于任何时候都只使用其中的一半，这就是该方法带来的代价。

（11）按代收集：根据对象的存活周期（一次垃圾收集为一个周期）的不同将内存划分为几块。一般是把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用拷贝算法，只需要付出少量存活对象的拷贝成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，可以使用“标记并清除”算法。

（12）终结方法（finalize），这个在上面第3点也有提到：这个方法是垃圾收集器在释放对象前必须运行。这个可能存在的终结方法使得任何Java虚拟机的垃圾收集器要完成的工作更加复杂。因为终结方法可能“复活”了某些不再被引用的对象（本身或者其他对象）。

（13）堆中的每一个对象都有三种状态之一：可触及的、可复活的以及不可触及的。可触及状态好理解。关于可复活状态：它在从根节点开始的追踪图中不可触及，但是又可能在垃圾收集器执行某些终结方法时触及。不仅仅是那些声明了finalize方法的对象，而是所有的对象都要经过可复活状态。而不可触及状态标志着不但对象不再被触及，而且也不可能通过任何终结方法复活。不可触及的对象不再对程序的执行产生影响，可自由地回收它们占据的内存。

（14）对象的强，软，弱，虚引用。

强引用：如果一个对象具有强引用，垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，JVM宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会考随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。

软引用：如果一个对象具有软引用。如果内存空间足够。垃圾回收器不会回收它。如果内存不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

弱引用：如果一个对象具有弱引用。当垃圾回收器发现只具有弱引用对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现只具有弱引用的对象。

虚引用：虚引用不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。