JAVA垃圾回收

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。

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. 发现无用的对象

2. 回收无用对象占用的内存空间。

垃圾回收机制保证可以将“无用的对象”进行回收。无用的对象指的就是没有任何变量引用该对象。Java的垃圾回收器通过相关算法发现无用对象，并进行清除和整理。

垃圾回收相关算法

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。

【示例】循环引用示例

public class Student {
  String name;
  Student friend;
  public static void main(String[] args) {
    Student s1 = new Student();
    Student s2 = new Student();
    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。

2. 引用可达法(根搜索算法)

程序把所有的引用关系看作一张图，从一个节点GC ROOT开始，寻找对应的引用节点，找到这个节点以后，继续寻找这个节点的引用节点，当所有的引用节点寻找完毕之后，剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点，即无用的节点。

通用的分代垃圾回收机制

分代垃圾回收机制，是基于这样一个事实：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。我们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。

1.png

图1 堆内存的划分细节

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。成本较高，会对系统性能产生影响。

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调优和Full GC

在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于Full GC的调节。有如下原因可能导致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，不是调用GC）

4.上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

开发中容易造成内存泄露的操作

建议：

1. 在实际开发中，经常会造成系统的崩溃。如下这些操作我们应该注意这些使用场景。请大家学完相关内容后，回头过来温习下面的内容。不要求此处掌握相关细节。

如下四种情况时最容易造成内存泄露的场景，请大家开发时一定注意：

· 创建大量无用对象

比如，我们在需要大量拼接字符串时，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
}

· 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。

· 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。

· 监听器的使用

释放对象时，没有删除相应的监听器。

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。

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