4.5-全栈Java笔记:垃圾回收机制

Posted 2020-09-25

垃圾回收机制(Garbage  Collection)

Java引入了垃圾回收机制，令C++程序员最头疼的内存管理问题迎刃而解。JAVA程序员可以将更多的精力放到业务逻辑上而不是内存管理工作上，大大的提高了开发效率。

垃圾回收原理和算法

1）内存管理

Java的内存管理很大程度指的就是对象的管理，其中包括对象空间的分配和释放。

对象空间的分配：使用new关键字创建对象即可

对象空间的释放：将对象赋值null即可。垃圾回收器将负责回收所有”不可达”对象的内存空间。

 

2）垃圾回收过程

任何一种垃圾回收算法一般要做两件基本事情：

1. 发现无用的对象

2. 回收无用对象占用的内存空间。 

垃圾回收机制保证可以将“无用的对象”进行回收。无用的对象指的就是没有任何变量引用该对象。 JAVA的垃圾回收器通过相关算法发现无用对象，并进行清除和整理。

3）垃圾回收相关算法

a. 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1. 被引用变量值变为null，则计数减1. 直到计数为0，则表示变成无用对象。 优点是算法简单，缺点是“循环引用的无用对象”无法别识别。

【示例1】 循环引用示例

public class Student   {     String name;     Student friend;         public static void   main(String[] args) {         Student s1 = new   Student();         Student s2 = new   Student();                 s1.friend =   s2;         s2.friend =   s1;                 s1 = null;         s2 = null;     } }

s1和s2互相引用了对方，导致他们的引用计数不为0,实际已经无用，但是无法被识别。

 

b. 引用可达法（根搜索算法）

程序把所有的引用关系看作一张图，从一个节点GC ROOT开始，寻找对应的引用节点，找到这个节点以后，继续寻找这个节点的引用节点，当所有的引用节点寻找完毕之后，剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点，即无用的节点。

通用的分代垃圾回收机制

分代垃圾回收机制，是基于这样一个事实：不同的对象的生命周期是不一样的。因此，不同生命周期的对象可以采取不同的回收算法，以便提高回收效率。我们将对象分为三种状态：年轻代、年老代、持久代。JVM将堆内存划分为 Eden、Survivor 和 Tenured/Old 空间。

1）年轻代

所有新生成的对象首先都是放在Eden区。 年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象，对应的是Minor GC，每次 Minor GC 会清理年轻代的内存，算法采用效率较高的复制算法，频繁的操作，但是会浪费内存空间。当“年轻代”区域存放满对象后，就将对象存放到年老代区域。

2）年老代

在年轻代中经历了N(默认15)次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。年老代对象越来越多，我们就需要启动MajorGC和Full GC(全量回收)，来一次大扫除，全面清理年轻代区域和年老代区域。

3）持久代

用于存放静态文件，如Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响。

Minor GC:

用于清理年轻代区域。Eden区满了就会触发一次Minor GC。清理无用对象，将有用对象复制到“Survivor1”、“Survivor2”区中。

Major GC：

用于清理老年代区域。

Full GC：

用于清理年轻代、年老代区域。 成本较高，会对系统性能产生影响。

JVM调优和Full GC

在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于FullGC的调节。有如下原因可能导致Full GC：

1) 年老代（Tenured）被写满

2) 持久代（Perm）被写满

3) System.gc()被显示调用

4) 上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

开发中容易造成内存泄露的操作

老鸟建议：    在实际开发中，经常会造成系统的崩溃。如下这些操作我们应该注意这些使用场景。 请大家学完相关内容后，回头过来温习下面的内容。

如下四种情况时最容易造成内存泄露的场景，请大家开发时一定注意：

1）创建大量无用对象

比如，我们再需要大量拼接字符串时，使用了String而不是StringBUilder。

String   str = "";        for (int i   = 0; i < 10000; i++) {              str += i;     //相当于产生了10000个String对象        }

2）静态集合类的使用

像HashMap、Vector、List等的使用最容易出现内存泄露，这些静态变量的生命周期和应用程序一致，所有的对象Object也不能被释放。

3）各种连接对象（IO流对象、数据库连接对象、网络连接对象）未关闭

4）监听器的使用

释放对象时，没有删除相应的监听器

 

要点

1.程序员无权调用垃圾回收器。

2.程序员可以通过System.gc()。只是通知JVM并不是运行垃圾回收器。尽量少用，会申请启动Full GC，成本高，影响系统性能。

3.finalize方法，是Java提供给程序员用来释放对象或资源的方法，但是尽量少用

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「全栈Java笔记」是一部能帮大家从零到一成长为全栈Java工程师系列笔记。笔者江湖人称 Mr. G，10年Java研发经验，曾在神州数码、航天院某所研发中心从事软件设计及研发工作，从小白逐渐做到工程师、高级工程师、架构师。精通Java平台软件开发，精通JAVAEE，熟悉各种流行开发框架。

笔记包含从浅入深的六大部分：

A-Java入门阶段

B-数据库从入门到精通

C-手刃移动前端和Web前端

D-J2EE从了解到实战

E-Java高级框架精解

F-Linux和Hadoop 

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