GC（垃圾回收）

Posted 2020-08-28

Java程序的内存分配和回收都是由JRE在后台自动进行的。JRE会负责回收那些不再使用的内存，这种机制被称为垃圾回收GC。通常JRE会提供一条超级线程来进行检测和控制，一般都是在CPU空闲或内存不足时自动进行GC，而程序员无法精确控制GC的时间和顺序等。

Java的堆内存是一个运行时数据区，用以保存类的实例（对象），Java虚拟机的堆内存中存储着正在运行的应用程序所建立的所有对象，这些对象不需要程序通过代码来显式地释放。一般来说，堆内存是由GC来负责的，所有JVM在实现都有一个由GC机制管理的堆内存。GC是一种动态存储管理技术，它自动地释放不在被程序引用的对象，按照特定的GC算法来实现内存资源的自动回收功能。

当没有变量指向原先分配给某个对象的内存时，该内存便成为垃圾。JVM的一个超级线程会自动释放该内存区。GC意味着程序不再需要的对象是“垃圾信息”，这些信息将被丢弃。

当一个对象不再被引用的时候，内存回收它占领的空间，以便空间可以被后台的新对象使用。事实上，除了释放没用的对象，GC也可以清除内存记录碎片。由于创建对象和垃圾回收器释放丢弃对象所占的空间，内存会出现碎片。碎片是分配给对象的内存块之间的空闲内存区，碎片整理将所占用的堆内存移到堆的一端，JVM将整理出的内存分配给新的对象。

GC能自动释放内存空间，减轻编程的负担。这使Java虚拟机具有两个显著的优点

• 提高编程效率
• GC是Java语言安全性策略的一个重要部分。

GC的一个潜在缺点

• 它的开销影响程序性能。 
  

  Java虚拟机必须跟踪程序中有用的对象，才可以确定哪些对象是无用的对象，并最终释放这些无用的对象。这个过程需要花费处理器的时间。其次是垃圾回收算法的不完备性。当然，随着垃圾回收算法的不断改进以及软硬件运行效率的不断提升，这些问题都可以迎刃而解。

通常GC由如下的几个特点：

• GC的工作目标是回收无用对象的内存空间，这些内存空间都是JVM堆内存里的内存空间，GC只能回收内存资源，对其他物理资源，如数据库连接、磁盘IO等资源无能为力。
• 为了更快地让GC机制回收不再使用的对象，可以通过将该对象的引用变量设置为null，通过这种方式暗示GC机制可以回收该对象。
• 不可预知性。不同JVM采用不同的垃圾回收机制和不同的垃圾回收算法。

精确性主要包括2个方面。

• 精确标记活着的对象
• 精确定位对象之间的引用关系。

当我们编写Java程序时，一个基本原则是：对于不再使用的对象，不要再引用它们。如果我们保持对这些对象的引用，GC机制暂时不会回收该对象，则会导致系统可用内存越来越少。再导致GC执行的频率也越高，从而导致系统的性能下降。