java虚拟机垃圾回收

最近在读《java编程思想》，读到垃圾回收，作一下笔记，也供大家参考。

1、Object中的finalize()方法

java的垃圾回收器只知道释放由new()分配的内存，不知道如何释放那些没有使用new创建的对象。java在基类中定义了一个finalize()方法，它的工作原理“假定”为：一旦垃圾回收器准备好释放对象占用的存储空间，将首先调用finalize()方法，并且在下一次垃圾回收动作发生时，才会真正回收对象占用的空间。

但是，java中的对象并非总被回收。只要程序没有濒临存储空间用完的时候，对象占用的空间就总也得不到释放。因为垃圾回收本身也有开销，要是不使用它，就不用支付这部分开销。

2、finalize()用途

首先，不应该将finalize()作为通用的清理方法。

垃圾回收只与内存有关。无论对象时如何创建的，垃圾回收器都会负责释放对象占据的所有内存。finalize()的使用被限制到一种特殊情况：

本地方法：java中调用非java代码的方式，本地方法目前只支持C和C++.

调用本地方法分配的内存空间，需要在finalize()中用本地方法调用清理内存函数（比如free()）。。所以不要过多使用finalize()。

java虚拟机（JVM）如果并未面临内存耗尽的情况，是不会浪费时间去执行垃圾回收的。

System.gc()用于强制终结动作。

3、垃圾回收

垃圾回收工作时，将一面回收空间，一面使堆中的对象紧凑排列，这样“堆指针”就可以很容易移动到更靠近传送带的开始处，也就尽量避免了页面错误。通过垃圾回收器对对象的重新排列，实现了一种高速的、有无限空间可供分配的堆模型。

      3.1 引用计数法

引用计数法是一种简单但是速度很慢的垃圾回收技术。每个对象都有一个计算器，当有引用连接至对象时，引用计数+1，当引用离开作用域或者被置为null时，引用计数-1.虽然管理引用计数的开销不大，但是这项开销在真个程序生命周期中持续发生。垃圾回收器会在含有全部对象的列表上遍历，当发现某个对象的引用计数为0时，就释放其占用的空间。但是这种方法有个缺陷，就是对象之间的存在循环引用，会出现问题，对象该被回收，但是计数不等于0.【该方法从未被应用于任何一种java虚拟机实现】

3.2 GC-Root模式 

该模式依据的思想：对任何“活”的对象，一定能最终追溯到其存活在堆栈或静态存储区之中的引用。由此，如果从堆栈和静态存储区开始，遍历所有的引用，就能找到所有“活”的对象。

在这种方式下，java虚拟机将采用一种自适应的垃圾回收技术。至于如何处理找到的存活对象，取决于不同的java虚拟机实现。有两种方法实现该模式：

【停止-复制（stop-copy）】

该方法需要先暂停程序的运行（所以不属于后台回收模式），然后将所有存活的对象从当前堆复制到另一个堆，没有被复制的全部都是垃圾。当对象被复制到新堆时，它们是一个挨着一个的，所以新堆保持紧凑排列。然后可以简单、直接分配内存空间了。

但是该模式效率低。原因有两个。首先，得有两个堆，然后在这两个分离的堆之间来回倒腾，从而维护比实际多一倍的空间。某些java虚拟机堆此问题处理方式是：按需从堆中分配几块大的内存，复制动作发生在这些大块内存中。第二个问题，程序在稳定后，可能只会产生少量的垃圾，甚至没有垃圾，但是依然会执行该模式，造成浪费。

所以一些java虚拟机会进行检查：要是没有新垃圾产生，就会转换到另一种工作模式：标记-清除（mark-and-sweep）。

【标记-清除（mark-and-sweep）】

从堆栈和静态存储区出发，遍历所有的引用，进而找出所有的对象。每当找到一个存活对象，就会给对象设一个标记，这个过程不会回收任何对象。只有全部标记工作完成的时候，清理动作才会开始。清理过程中，没有标记的对象会释放，不会发生任何复制动作。所以剩下的堆空间是不连续的，垃圾回收器要是希望得到连续空间，就得重新整理剩下的对象 。该模式工作也必须在程序暂停的情况下才能进行。

最终，java虚拟机将采用一种自适应的垃圾回收技术。java虚拟机会进行监视，如果所有对象都很稳定，垃圾回收器的效率降低的话，就切换到“标记-清除”方式。同样，java虚拟机会跟踪‘“标记-清除”的效果，要是堆空间出现很多碎片，就会切换到“停止-复制”方式。

参考《java编程思想  Thinking in Java》