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java的垃圾回收机制


 

垃圾回收机制
        传统的C/C、等编程语言,需要程序员负责回收已经分配的内存。显式进行垃圾回收是一件比较困难的事情,因为程序员并不总是知道内存应该何时被释放。如果一些分配出去的内存得不到及时回收,就会引起系统运行速度下降,甚至导致程序瘫痪,这种现象被称为内存泄漏。总体而言,显式进行垃圾回收主要有如下两个缺点:
            1.程序忘记及时回收无用内存,从而导致内存泄漏,降低系统性能。
            2.程序错误地回收程序核心类库的内存,从而导致系统崩溃。
        C++程序不同,Java语言不需要程序员直接控制内存回收,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(GECollection,也被称为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或内存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虚拟机的堆内存中储存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,堆内存是由垃圾回收来负责的,所有JVM在实现都有一个由垃圾回收机制管理的堆内存。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,按照特定的垃圾回收算法来实现内存资
定的垃圾回收算法来实现内存资源的自动回收功能.
        在C/C++中,对象所占的内存在程序结束运行之前一直被占用,被明确释放之前不能分配给其他对象;而在Java中,当没有对象引用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。垃圾回收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,以便空间被后来的新对象使用。事实上,除了释放没用的对象,垃圾回收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内存空间,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。
        垃圾回收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:
                垃圾回收机制可以很好地提高编程效率。在没有垃圾回收机制的时候,可能要花许多时间来解决一个难懂的存储器问题。在用Java语言编程的时候,依靠垃圾回收机制可大大缩短时间。
        垃圾回收机制保护程序的完整性,垃圾回收是Java语言安全性策略的一个重要部分.
垃圾回收的一个潜在缺点是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,才可以缺点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行,早先采用的某些垃圾回收算法就不能保证100%收集到所有的废弃内存.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.
        Java语言规范没有明确地说明JVM使用哪种垃圾回收算法,但是任何一种垃圾回收算法一般要做两件基本的事情:发现无用的对象;回收被无用对象占用的内存空间,使该空间可被程序再次使用.
        通常垃圾回收有如下的几个特点:
               1.垃圾回收机制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,垃圾回收只能回收内存资源,对其他物理资源,如数据库连接、磁盘IO等资源则无能为力。
               2.为了更快地让垃圾回收机制回收那些不再使用的对象,可以通过将该对象的引用变量设置为null,通过这种方式暗示垃圾回收机制可以回收该对象。
               3.垃圾回收发生的不可预知性:由于不同JVM采用了不同的垃圾回收机制和不同的垃圾回收算法,因此它有可能是定时发生,有可能是当CPU空闲时发生,也有可能是和原始的垃圾回收一样,等到内存消耗出现极限时发生,这些和垃圾回收实现机制的选择和具体的设置都有关系。虽然程序员可以通过调用对象的finalize()方法或System.gc()等方法来建议系统进行垃圾回收,但这种调用仅仅是建议,依然不能精确控制垃圾回收机制执行。
               4.垃圾回收的精确性主要包括2个方面:一、垃圾回收机制能够精确标记活着的对象;二、垃圾回收器能够精确地定位对象之间的引用关系。前者是完全地回收所有废弃对象的前提,否则就可能造成内存泄漏。而后者则是实现归并和复制等算法的必要条件,通过这种引用关系,可以保证所有对象都能被可靠地回收,所有对象都能够被重新分配,从而有效地减少内存碎片的产生。
               5.现在的JVM有多种不同的垃圾回收实现,每种回收机制因其算法差异可能其表现各异,有的当垃圾回收开始时就停止应用程序的运行,有的当垃圾回收运行时,同时允许应用程序的线程运行,还有的在同一时间垃圾回收多线程运行。
        当我们编写Java程序时,一个基本原则是:对于不再需要的对象,不要再引用它们。如果我们保持了对这些对象的引用,垃圾回收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。当系统可用内存越来越少时,垃圾回收执行的频率也越高,从而导致系统的性能下降。(摘自[疯狂JAVA讲义].李刚)