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Java垃圾回收(一)

时间:2015-05-08 10:55:51      阅读:169      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:java内存回收   java垃圾回收   jvm垃圾回收   垃圾回收算法   垃圾回收   

Java垃圾回收(一)

    在Java中,它的内存管理包括两个方面:内存分配内存回收,这两个方面的工作都是由JVM自动完成的,降低了Java程序员的学习难度,避免了像C/C++直接操作内存的危险。但这也使很多程序员不关心内存分配的问题,导致很多程序低效耗费内存。

    Java语言规范没有明确的说明JVM使用哪种垃圾回收算法。一般常用的算法有下列几种:

  1. 引用记数法(Reference Counting Collector)
  2. tracing算法(Tracing Collector)
  3. compacting算法(Compating Collector)
  4. Copying算法(Cpoing Collector)
  5. generation算法(Genrational Collector)也就是分代回收
  6. adaptive算法

1.Java在内存中的状态

    开始先看一个例子:

Person.java

package test;

import java.io.Serializable;

public class Person implements Serializable {

static final long serialVersionUID = 1L;

String name; // 姓名

Person friend;    //朋友

public Person() {}

public Person(String name) {
  super();
  this.name = name;
}
}

Test.java

package test;

public class Test{

public static void main(String[] args) {
  Person p1 = new Person("Kevin");
  Person p2 = new Person("Rain");
  Person p3 = new Person("Sunny");

  p1.friend = p2;
  p3 = p2;
  p2 = null;
}
}

    把上面Test.java中main方面里面的对象引用画成一个从main方法开始的对象引用图的话就是这样的(顶点是对象和引用,有向边是引用关系):
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    当程序运行起来之后,把它在内存中的状态看成是有向图之后,可以分为三种:

  1. 可达状态:在一个对象创建后,有一个以上的引用变量和它关联,则它处于可达状态。
  2. 可恢复状态:如果程序中某个对象不再有引用变量和其相关联,则它将先进入可恢复状态,此时从有向图的起始顶点不能再导航到该对象,在这个状态下,系统的垃圾回收机制准备回收该对象的所占用的内存,在回收之前。系统会调用finalize()方法进行资源清理,如果资源整理后重新让一个以上引用变量和该对象关联,则该对象的状态会再次变为可达状态,否则就会进入不可达状态。
  3. 不可达状态:当对象的所有关联都被切断,且系统调用finalize()方法进行资源清理之后依旧没有使该对象变为可达状态,则这个对象将永久性失去引用并且变成不可达状态,系统才会真正的去回收该对象所占用的资源。
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2. Java对象的4种引用

  1. 强引用:创建一个对象并把这个对象直接赋值给一个变量引用,eg:Person person = new Person("sunny");此时不管系统资源有多么紧张都绝对不会被回收。
  2. 软引用:通过SoftReference类实现,eg:SoftReference<Person> p = new SoftReference<Person>(new Person(“Rain”));内存非常紧张的时候会被回收,其他时候不会被回收,因此在使用之前要判断是否已经被回收了。例如:

    class AB {
    protected void finalize() {
        System.out.println("finalize.....");
    }
    }
    
    public class JavaTest {
        public static void main(String[] args) {
            for (int i=0 ; i < 10000; i ++) {
                new SoftReference<AB> (new AB());
            }
        }
    }
    结果为:finalize.....
    finalize.....
    finalize.....
    结果不一定,看个人电脑了,也可能没有输出,需要创建更多的对象来逼着JVM回收软引用。
    
  3. 弱引用 :通过WeakReference类实现,eg : WeakReference<Person> p = new WeakReference<Person>(new Person(“Rain”));不管内存是否足够,系统垃圾回收时必定会回收。

    class AB {
        protected void finalize() {
            System.out.println("finalize.....");
        }
    }
    public class JavaTest {
        public static void main(String[] args) {
            WeakReference<AB> wr = new WeakReference<AB> (new AB());
            System.gc();
        }
    }
    输出结果为:finalize.....
    强制回收垃圾,若引用就会直接被回收
    
  4. 虚引用 :不能单独使用,主要是用于追踪对象被垃圾回收的状态。通过PhantomReference类和引用队列ReferenceQueue类联合使用实现,例子如下。

    import java.lang.ref.PhantomReference;
    import java.lang.ref.ReferenceQueue;

    public class Test{

    public static void main(String[] args) {
    //创建一个对象
    Person person = new Person(“Sunny”);
    //创建一个引用队列
    ReferenceQueue rq = new ReferenceQueue();
    //创建一个虚引用,让此虚引用引用到person对象
    PhantomReference pr = new PhantomReference(person, rq);
    //切断person引用变量和对象的引用
    person = null;
    //试图取出虚引用所引用的对象
    //发现程序并不能通过虚引用访问被引用对象,所以此处输出为null
    System.out.println(pr.get());
    //强制垃圾回收
    System.gc();
    System.runFinalization();
    //因为一旦虚引用中的对象被回收后,该虚引用就会进入引用队列中
    //所以用队列中最先进入队列中引用与pr进行比较,输出true
    System.out.println(rq.poll() == pr);
    }
    }
    输出结果为 : null true

3. 垃圾回收器分类

  1. 串行回收(只用一个cpu)和并行回收(多个cpu才有用):串行回收是不管系统有多少个CPU,始终只用一个CPU来执行垃圾回收操作,而并行回收就是把整个回收工作拆分成对各部分,每个部分由一个CPU负责,从而让多个CPU并行回收。并行回收的执行效率很高,但是复杂度增加,另外也有一些副作用,如内存碎片增加。
  2. 并发执行和应用程序停止 : 应用程序停止(stop-the-world)即在其垃圾回收方式在执行的时候同时会导致应用程序的暂停。并发执行的垃圾回收虽然不会导致应用程序的暂停,由于需要边执行应用程序边垃圾回收(可能在回收的时候修改对象,因此和应用程序的执行存在冲突问题),并发执行的系统开销比Stop-the-world高,而且需要更多的堆内存。
  3. 压缩和不压缩和复制

    • 支持压缩的垃圾回收器(标记-压缩 =标记清楚+压缩)会把所有的可达对象搬迁到一端,然后直接清理掉边界以外的内存,减少了内存碎片。
    • 不支持压缩的垃圾回收器(标记-清除)要遍历两次,第一次先从根开始访问,标记所有可达状态的对象,第二次遍历整个内存区域,对为标记可达状态的对象进行回收处理。这种回收方式不压缩,不需要额外的内存,但需要遍历两次,会产生碎片。
    • 复制式的垃圾回收器:将堆内存分成两个相同的控件,从根开始访问每个可达对象,将A的所有可达对象都复制到B空间,然后一次性回收所有A空间。遍历空间的成本小,不会产生碎片,但需要巨大的复制成本和较多的内存。

4.内存管理技巧

  1. 尽量使用直接量。 eg:String s = “hello world”;
  2. 使用StringBuilder和StringBuffer进行字符串的连接等操作;
  3. 尽早释放无用对象;
  4. 少使用静态变量;
  5. 缓存常用的对象,可以用开源的开源缓存实现。eg:OSCache,Ehcache;
  6. 尽量不使用finalize()方法;
  7. 在必要的时候考虑多使用软饮用SoftReference;

Java垃圾回收(一)

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原文地址:http://blog.csdn.net/jing_unique_da/article/details/45576029

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