java复习--垃圾回收机制

最新推荐文章于 2022-04-24 14:24:55 发布
hahavslinb
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文章标签：虚拟机 java
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垃圾回收机制

   Java的垃圾回收机制（Garbage Collection)是Java虚拟机提供的能力，用于在空闲时间以不定时的方式（自动）动态回收无任何引用的对象占据的内存空间（变量的引用通常在变量超出作用域时被清除，也可以通过设置变量为null来清除对象引用，注意的是，程序中同一个对象可以有多个引用，必须没有任何一个引用才可以清除））。
需要注意的是：垃圾回收回收的是无任何引用的对象占据的内存空间而不是对象本身，很多人来我公司面试时，我都会问这个问题的，70%以上的人回答的含义是回收对象，实际上这是不正确的。
Java 程序员不用担心内存管理，因为垃圾收集器会自动进行管理。要请求垃圾收集，可以调用下面的方法之一：
System.gc()
Runtime.getRuntime().gc()  
上面的方法调用时用于显式通知JVM可以进行一次垃圾回收，也只是简单的申请垃圾回收，垃圾回收器并不一定在接到申请后就立刻回收。但真正垃圾回收机制具体在什么时间点开始发生动作这同样是不可预料的，这和抢占式的线程在发生作用时的原理一样。


 
  （问题一：什么叫垃圾回收机制？） 垃圾回收是一种动态存储管理技术，它自动地释放不再被程序引用的对象，按照特定的垃圾收集算法来实现资源自动回收的功能。当一个对象不再被引用的时候，内存回收它占领的空间，以便空间被后来的新对象使用，以免造成内存泄露。
（问题二：java的垃圾回收有什么特点？） JAVA语言不允许程序员直接控制内存空间的使用。内存空间的分配和回收都是由JRE负责在后台自动进行的，尤其是无用内存空间的回收操作 (garbagecollection,也称垃圾回收)，只能由运行环境提供的一个超级线程进行监测和控制。
（问题三：垃圾回收器什么时候会运行？） 一般是在CPU空闲或空间不足时自动进行垃圾回收，而程序员无法精确控制垃圾回收的时机和顺序等。
（问题四：什么样的对象符合垃圾回收条件？） 当没有任何获得线程能访问一个对象时，该对象就符合垃圾回收条件。
（问题五：垃圾回收器是怎样工作的？） 垃圾回收器如发现一个对象不能被任何活线程访问时，他将认为该对象符合删除条件，就将其加入回收队列，但不是立即销毁对象，何时销毁并释放内存是无法预知的。垃圾回收不能强制执行，然而Java提供了一些方法（如：System.gc()方法），允许你请求JVM执行垃圾回收，而不是要求，虚拟机会尽其所能满足请求，但是不能保证JVM从内存中删除所有不用的对象。
（问题六：一个java程序能够耗尽内存吗？） 可以。垃圾收集系统尝试在对象不被使用时把他们从内存中删除。然而，如果保持太多活的对象，系统则可能会耗尽内存。垃圾回收器不能保证有足够的内存，只能保证可用内存尽可能的得到高效的管理。
（问题七：如何显示的使对象符合垃圾回收条件？） 
  （1） 空引用 ：当对象没有对他可到达引用时，他就符合垃圾回收的条件。也就是说如果没有对他的引用，删除对象的引用就可以达到目的，因此我们可以把引用变量设置为 null，来符合垃圾回收的条件。
Java代码 
StringBuffer sb = new StringBuffer("hello");   
System.out.println(sb);   
sb=null;  
（2） 重新为引用变量赋值：可以通过设置引用变量引用另一个对象来解除该引用变量与一个对象间的引用关系。 
StringBuffer sb1 = new StringBuffer("hello");
StringBuffer sb2 = new StringBuffer("goodbye");
System.out.println(sb1);
sb1=sb2;//此时"hello"符合回收条件
  （3） 方法内创建的对象：所创建的局部变量仅在该方法的作用期间内存在。一旦该方法返回，在这个方法内创建的对象就符合垃圾收集条件。有一种明显的例外情况，就是方法的返回对象。
  public static void main(String[] args) {
        Date d = getDate();
        System.out.println("d = " + d);
}
private static Date getDate() {
        Date d2 = new Date();
        StringBuffer now = new StringBuffer(d2.toString());
        System.out.println(now);
        return d2;
}
  （4） 隔离引用：这种情况中，被回收的对象仍具有引用，这种情况称作隔离岛。若存在这两个实例，他们互相引用，并且这两个对象的所有其他引用都删除，其他任何线程无法访问这两个对象中的任意一个。也可以符合垃圾回收条件。
  public class Island {
        Island i;
        public static void main(String[] args) {
                Island i2 = new Island();
                Island i3 = new Island();
                Island i4 = new Island();
                i2.i=i3;
                i3.i=i4;
                i4.i=i2;
                i2=null;
                i3=null;
                i4=null;
        }
}
   （问题八：垃圾收集前进行清理 ------finalize()方法） java提供了一种机制，使你能够在对象刚要被垃圾回收之前运行一些代码。这段代码位于名为finalize()的方法内，所有类从Object类继承这个方法。由于不能保证垃圾回收器会删除某个对象。因此放在finalize()中的代码无法保证运行。因此建议不要重写finalize();
 
（问题九：垃圾回收机制的算法）
在确定了哪些垃圾可以被回收后，垃圾收集器要做的事情就是开始进行垃圾回收，但是这里面涉及到一个问题是：如何高效地进行垃圾回收。由于Java虚拟机规范并没有对如何实现垃圾收集器做出明确的规定，因此各个厂商的虚拟机可以采用不同的方式来实现垃圾收集器，所以在此只讨论几种常见的垃圾收集算法的核心思想。　　1.Mark-Sweep（标记-清除）算法
　　这是最基础的垃圾回收算法，之所以说它是最基础的是因为它最容易实现，思想也是最简单的。标记-清除算法分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。标记阶段的任务是标记出所有需要被回收的对象，清除阶段就是回收被标记的对象所占用的空间。具体过程如下图所示：
　　从图中可以很容易看出标记-清除算法实现起来比较容易，但是有一个比较严重的问题就是容易产生内存碎片，碎片太多可能会导致后续过程中需要为大对象分配空间时无法找到足够的空间而提前触发新的一次垃圾收集动作。
　　2.Copying（复制）算法
　　为了解决Mark-Sweep算法的缺陷，Copying算法就被提了出来。它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用的内存空间一次清理掉，这样一来就不容易出现内存碎片的问题。具体过程如下图所示：
　　这种算法虽然实现简单，运行高效且不容易产生内存碎片，但是却对内存空间的使用做出了高昂的代价，因为能够使用的内存缩减到原来的一半。
　　很显然，Copying算法的效率跟存活对象的数目多少有很大的关系，如果存活对象很多，那么Copying算法的效率将会大大降低。
　　3.Mark-Compact（标记-整理）算法
　　为了解决Copying算法的缺陷，充分利用内存空间，提出了Mark-Compact算法。该算法标记阶段和Mark-Sweep一样，但是在完成标记之后，它不是直接清理可回收对象，而是将存活对象都向一端移动，然后清理掉端边界以外的内存。具体过程如下图所示：
　　
　　4.Generational Collection（分代收集）算法
　　分代收集算法是目前大部分JVM的垃圾收集器采用的算法。它的核心思想是根据对象存活的生命周期将内存划分为若干个不同的区域。一般情况下将堆区划分为老年代（Tenured Generation）和新生代（Young Generation），老年代的特点是每次垃圾收集时只有少量对象需要被回收，而新生代的特点是每次垃圾回收时都有大量的对象需要被回收，那么就可以根据不同代的特点采取最适合的收集算法。
　　目前大部分垃圾收集器对于新生代都采取Copying算法，因为新生代中每次垃圾回收都要回收大部分对象，也就是说需要复制的操作次数较少，但是实际中并不是按照1：1的比例来划分新生代的空间的，一般来说是将新生代划分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden空间和其中的一块Survivor空间，当进行回收时，将Eden和Survivor中还存活的对象复制到另一块Survivor空间中，然后清理掉Eden和刚才使用过的Survivor空间。
　　而由于老年代的特点是每次回收都只回收少量对象，一般使用的是Mark-Compact算法。
　　注意，在堆区之外还有一个代就是永久代（Permanet Generation），它用来存储class类、常量、方法描述等。对永久代的回收主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类。