Java内存管理思想

  ★  Java内存管理特点
    Java一个最大的优点就是取消了指针，由垃圾收集器来自动管理内存的回收。程序员不需要通过调用函数来释放内存。

    1、Java的内存管理就是对象的分配和释放问题。
    在Java中，程序员需要通过关键字new为每个对象申请内存空间 (基本类型除外)，所有的对象都在堆 (Heap)中分配空间。
    对象的释放是由GC决定和执行的。
    在Java中，内存的分配是由程序完成的，而内存的释放是有GC完成的，这种收支两条线的方法简化了程序员的工作。但也加重了JVM的工作。这也是Java程序运行速度较慢的原因之一。

    GC释放空间方法：
    监控每一个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、被引用、赋值等。当该对象不再被引用时，释放对象。

    2、内存管理结构
    Java使用有向图的方式进行内存管理，对于程序的每一个时刻，我们都有一个有向图表示JVM的内存分配情况。

    将对象考虑为有向图的顶点，将引用关系考虑为图的有向边，有向边从引用者指向被引对象。另外，每个线程对象可以作为一个图的起始顶点，例如大多程序从main进程开始执行，那么该图就是以main进程顶点开始的一棵根树。在这个有向图中，根顶点可达的对象都是有效对象，GC将不回收这些对象。如果某个对象 (连通子图)与这个根顶点不可达(注意，该图为有向图)，那么我们认为这个(这些)对象不再被引用，可以被GC回收。

    3、使用有向图方式管理内存的优缺点
    Java使用有向图的方式进行内存管理，可以消除引用循环的问题，例如有三个对象，相互引用，只要它们和根进程不可达的，那么GC也是可以回收它们的。
    这种方式的优点是管理内存的精度很高，但是效率较低。

++：
另外一种常用的内存管理技术是使用计数器，例如COM模型采用计数器方式管理构件，它与有向图相比，精度行低(很难处理循环引用的问题)，但执行效率很高。

★  Java的内存泄露
    Java虽然由GC来回收内存，但也是存在泄露问题的，只是比C++小一点。

    1、与C++的比较
    c++所有对象的分配和回收都需要由用户来管理。即需要管理点，也需要管理边。若存在不可达的点，无法在回收分配给那个点的内存，导致内存泄露。存在无用的对象引用，自然也会导致内存泄露。
    Java由GC来管理内存回收，GC将回收不可达的对象占用的内存空间。所以，Java需要考虑的内存泄露问题主要是那些被引用但无用的对象——即指要管理边就可以。被引用但无用的对象，程序引用了该对象，但后续不会再使用它。它占用的内存空间就浪费了。
        如果存在对象的引用，这个对象就被定义为“活动的”，同时不会被释放。

    2、Java内存泄露处理
    处理Java的内存泄露问题：确认该对象不再会被使用。
    典型的做法——
        把对象数据成员设为null
        从集合中移除该对象
    注意，当局部变量不需要时，不需明显的设为null，因为一个方法执行完毕时，这些引用会自动被清理。

例子：
List myList=new ArrayList();
for (int i=1;i<100; i++)
{
Object o=new Object();
myList.add(o);
o=null;
}
//此时，所有的Object对象都没有被释放，因为变量myList引用这些对象。

    当myList后来不再用到，将之设为null，释放所有它引用的对象。之后GC便会回收这些对象占用的内存。

★  对GC操作
    对GC的操作并不一定能达到管理内存的效果。

    GC对于程序员来说基本是透明的，不可见的。我们只有几个函数可以访问GC，例如运行GC的函数System.gc()，System.。
    但是根据Java语言规范定义， System.gc()函数不保证JVM的垃圾收集器一定会执行。因为，不同的JVM实现者可能使用不同的算法管理GC。通常，GC的线程的优先级别较低。

    JVM调用GC的策略有很多种，有的是内存使用到达一定程度时，GC才开始工作，也有定时执行的，有的是平缓执行GC，有的是中断式执行GC。但通常来说，我们不需要关心这些。除非在一些特定的场合，GC的执行影响应用程序的性能，例如对于基于Web的实时系统，如网络游戏等，用户不希望GC突然中断应用程序执行而进行垃圾回收，那么我们需要调整GC的参数，让GC能够通过平缓的方式释放内存，例如将垃圾回收分解为一系列的小步骤执行，Sun提供的HotSpot JVM就支持这一特性。

★  内存泄露检测
    市场上已有几种专业检查Java内存泄漏的工具，它们的基本工作原理大同小异，都是通过监测Java程序运行时，所有对象的申请、释放等动作，将内存管理的所有信息进行统计、分析、可视化。开发人员将根据这些信息判断程序是否有内存泄漏问题。这些工具包括Optimizeit Profiler，JProbe Profiler，JinSight , Rational 公司的Purify等。

    在运行过程中，我们可以随时观察内存的使用情况，通过这种方式，我们可以很快找到那些长期不被释放，并且不再使用的对象。我们通过检查这些对象的生存周期，确认其是否为内存泄露。

 

 

 

★  软引用
    特点：只有当内存不够的时候才回收这类内存，同时又保证在Java抛出OutOfMemory异常之前，被设置为null。
          保证最大限度的使用内存而不引起OutOfMemory异常。
          在某些时候对软引用的使用会降低应用的运行效率与性能，例如：应用软引用的对象的初始化过程较为耗时，或者对象的状态在程序的运行过程中发生了变化，都会给重新创建对象与初始化对象带来不同程度的麻烦。

 

 

 

    用途：
    可以用于实现一些常用资源的缓存，实现Cache的功能
    处理一些占用内存大而且声明周期较长，但使用并不频繁的对象时应尽量应用该技术

 

 

 

★  java程序设计中有关内存管理的经验

 

 

 

1．最基本的建议是尽早释放无用对象的引用。如：
...
A a = new A();
//应用a对象
a = null; //当使用对象a之后主动将其设置为空
….
注：如果a 是方法的返回值，不要做这样的处理，否则你从该方法中得到的返回值永远为空，而且这种错误不易被发现、排除

 

 

 

2．尽量少用finalize函数。它会加大GC的工作量。
3．如果需要使用经常用到的图片，可以使用soft应用类型。它尽可能把图片保存在内存中
4．注意集合数据类型，包括数组、树、图、链表等数据结构，这些数据结构对GC来说，回收更为复杂。
5．尽量避免在类的默认构造器中创建、初始化大量的对象，防止在调用其自类的构造器时造成不必要的内存资源浪费
6．尽量避免强制系统做垃圾内存的回收，增长系统做垃圾回收的最终时间
7．尽量避免显式申请数组空间
8．尽量做远程方法调用类应用开发时使用瞬间值变量，除非远程调用端需要获取该瞬间值变量的值。
9．尽量在合适的场景下使用对象池技术以提高系统性能。