Java入门到架构师教程之Java面向对象深入-垃圾回收机制(gc)

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一、垃圾回收机制概述

Garbage Collection 垃圾回收机制

每个程序员都遇到过内存溢出的情况,程序运行时,内存空间是有限的,那么如何及时的把不再使用的对象清除将内存释放出来,这就是GC要做的事。

说起垃圾回收机制(GC),大部分人都把这项技术当做Java语言的伴生产物。事实上,GC的历史比Java久远,早在1960年Lisp这门语言中就使用了内存动态分配和垃圾回收技术。

程序员们知道,jvm内存结构分为五大区域:程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆区、方法区。其中虚拟机栈、本地方法栈与程序计数器这3个区域随线程而生、随线程而灭,因此就不需要考虑过多内存垃圾回收问题,因为一个方法调用结束或者线程结束时,内存自然就跟随着回收了。

我们就把重点放在方法区与堆区,这部分内存的分配和回收是动态的,正是垃圾收集器所需关注的部分。

GC主要做了清理对象,整理内存的工作。

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二、不同语言下对象空间的释放

  • 传统的C/C++语言,需要程序员负责回收已经分配内存。显式回收垃圾回收的缺点:\
  1. 程序忘记及时回收,从而导致内存泄露,降低系统性能。
  2. 程序错误回收程序核心类库的内存,导致系统崩溃。

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  • Java语言不需要程序员直接控制内存回收,是由JRE在后台自动回收不再使用的内存,称为垃圾
    回收机制(Garbage Collection)。\
  1. 可以提高编程效率。
  2. 保护程序的完整性。
  3. 其开销影响性能。Java虚拟机必须跟踪程序中有用的对象,确定哪些是无用的。

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三、垃圾回收机制关键点

  • 垃圾回收机制只回收JVM堆内存里的对象空间。
  • 对其他物理连接,比如数据库连接、输入流输出流、Socket连接无能为力
  • 现在的JVM有多种垃圾回收实现算法,表现各异。
  • 垃圾回收发生具有不可预知性,程序无法精确控制垃圾回收机制执行。
  • 可以将对象的引用变量设置为null,暗示垃圾回收机制可以回收该对象。
  • 程序员可以通过System.gc()或者Runtime.getRuntime().gc()来通知系统进行垃圾回收,会有一些效果,但是系统是否进行垃圾回收依然不确定。
  • 垃圾回收机制回收任何对象之前,总会先调用它的finalize方法(如果覆盖该方法,让一个新的引用变量重新引用该对象,则会重新激活对象)。
  • 永远不要主动调用某个对象的finalize方法,应该交给垃圾回收机制调用。
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四、典型的垃圾收集算法

1.引用计数法

堆中每个对象都有一个引用计数。被引用一次,计数加一。被引用变量值变为null,则计数减一。

到计数变为0,则表示为无用对象。

优点:算法简单

缺点:无法识别循环引用(相互引用对方,导致计数器不为0,但实际上已经不用它们了)

2.引用可达法(根搜索算法)

通过一系列的GC Roots的对象作为起始点,从这些根节点开始向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链(Reference Chain),当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时,则证明此对象是不可用的。

java垃圾回收算法

说明:
(2.1)、红色代表不可达对象(可回收对象)
(2.2)、千万注意!!!!!上图并不是说方法区全可达,虚拟机栈部分可达,本地方法栈全部不可达,而只是为了说明这三个部分可以作为GC Roots!
3、可以作为GC Roots的对象包括以下几点
(3.1)、虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象。
(3.2)、方法区中的类静态属性引用的对象或者常量引用的对象。
(3.3)、本地方法栈中JNI(就是native方法)引用的对象。

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