垃圾回收

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. 发现无引用对象
　　2. 回收该对象占用的内存空间。

3. 垃圾回收算法

3.1 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。

如：

s1.friend = s2;
s2.friend = s1;        
s1 = null;
s2 = null;

s1和s2互相引用对方，导致他们引用计数不为0，但是实际已经无用，但无法被识别。

3.2 引用可达法（根搜索算法）

通过一系列名为GC Roots的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，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。

下图对象object5, object6, object7虽然有互相判断，但它们到GC Roots是不可达的，所以它们将会判定为是可回收对象。


一般来说，如下情况的对象可以作为GC Roots：

  • 虚拟机栈(栈桢中的本地变量表)中的引用的对象
  • 方法区中的类静态属性引用的对象
  • 方法区中的常量引用的对象
  • 本地方法栈中JNI（Native方法）的引用的对象

4. 通用分代垃圾回收机制

理论基础：

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。

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Major GC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(这两个区，大小空间也相同，同一时刻Survivor1和Survivor2只有一个在用，一个为空)

  • 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。 成本非常非常高，会对系统性能产生影响。

5. 垃圾回收过程

1）新创建的对象，绝大多数都会存储在Eden中，

2）当Eden满了（达到一定比例）不能创建新对象，则触发垃圾回收（GC），将无用对象清理掉，然后剩余对象复制到某个Survivor中，如S1，同时清空Eden区

3）当Eden区再次满了，会将S1中的不能清空的对象存到另外一个Survivor中，如S2，
同时将Eden区中的不能清空的对象，也复制到S1中，保证Eden和S1，均被清空。

4）重复多次(默认15次)Survivor中没有被清理的对象，则会复制到老年代Old(Tenured)区中

5）当Old区满了，则会触发一个一次完整地垃圾回收（FullGC），之前新生代的垃圾回收称为（minorGC）

JVM调优很大一部分工作就是对FullGC调优
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()被显式调用（程序建议GC启动，但不会直接调用GC）
  • 4.上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

6. 造成内存泄漏的情况

6.1创建大量无用对象

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
}

6.2 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。

6.3 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

IO流对象、数据库连接对象、网络连接对象等连接对象属于物理连接，和硬盘或者网络连接，不使用的时候一定要关闭。

6.4 ***的使用

释放对象时，没有删除相应的***。

7. 其他要点

  • 1.程序员无权调用垃圾回收器。
  • 2.程序员可以调用System.gc()，该方法只是通知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。