Java垃圾回收机制

一些传统的C/C++等编程语言需要程序员自己负责回收已经分配的内存，这种显式进行垃圾回收是比较困难的，因为程序员不总是知道内存应该何时被回收。所以显式进行垃圾回收主要有俩个缺点：
1.程序员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.程序员错误的回收程序核心类库的内存，导致系统崩溃。

与这些编程语言不同的是，Java编程语言不需要程序员自己进行垃圾回收，Java程序的内存分配和回收都是由JRE在后台自动进行的。JRE会负责回收不再使用的内存，这种机制被称为垃圾回收（Garbage Collection , GC）。通常JRE会提供一个后台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回收。

Java的堆内存是一个运行时数据区，用来保存类的实例（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员使用代码来进行显式的释放。所有的JVM实现都有一个由垃圾回收器管理的堆内存。垃圾回收是一种动态存储管理技术，它自动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源的自动回收功能。

在Java中，当某一个对象没有引用变量指向它，那么分配给这个对象的内存就成为垃圾，JVM的一个超级线程会自动释放该内存区。事实上，除了释放没用的对象外，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。

垃圾回收有如下几个优点：

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I/O等资源则不能回收。
2.为了更快地让垃圾回收机制可以回收不再使用的对象，可以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的，也有可能是当CPU空闲时发生的，也有可能和原始的垃圾回收一样，等到内存消耗出现极限时发生，这和垃圾回收实现机制的选择及具体的设置都有关系。程序员虽然可以通过调用Runtime对象的gc()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，不能精确的控制垃圾回收机制的执行。
4.垃圾回收的精确性主要包括俩个方面：一是垃圾回收机制能够精确地标记活着的对象；二是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的回收，所有对象都能被重新分配，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允许应用程序运行，还有的在同一时间允许垃圾回收多线程运行。