学习Java垃圾回收机制

本文总结自：http://blog.csdn.net/zsuguangh/article/details/6429592

Java垃圾回收的意义与缺点

        不像C/C++语言一样，Java为创建对象申请的内存不需要编程人员进行显式的删除，而是由JVM进行内存监测并自动为无用的对象释放内存。

意义：

1.自动释放内存空间，减轻编程负担；

2.提高编程效率；

3.保护程序的完整性，避免内存指针问题。

缺点：

1.垃圾回收由JVM运行，会占据CPU时间，影响程序性能；

2.受限于回收算法性能和程序。

垃圾回收算法

        Java规范没有明确说明使用哪种回收算法，但是一般回收算法都需要做两件基本的事：（1）发现无用的对象；（2）回收无用对象的内存空间。

算法：

1.引用计数法（Reference Counting Collector）：堆中每一个对象对应一个计算器，对象每被赋给一个变量时，计算器+1；对变量不再指向对象或除了scope时计数器-1，当计数器为0时，该对象被回收。这种方法运行效率很快，不会长时间中断程序的运行，但计数器增加了程序执行开销，包括CPU时间和内存。

2.Tracing算法（Tracing Collector）：算法从根集（root set）开始扫描，识别出可达/不可达对象，并用某种方式标记可达对象，例如对每个可达对象设置一个或多个位。不可达对象将被回收。

3.Compacting算法（Compacting Collector）：为了解决内存碎片问题的算法。由于程序不断地申请内存，垃圾回收器不断地回收内存，所以在堆内存中容易出现很多的碎片，对象内存之间出现一段空闲的内存。该算法在回收完成之后，会进行内存整理，将所有对象移到堆的一端，另一端则成了空闲区。而程序中的引用也将被更新，指向原本的对象的新的内存空间。在基于compacting回收器算法的实现中，一般增加句柄和句柄表。句柄与普通指针的区别在于，指针包含的是引用对象的内存地址，而句柄是由系统所管理的引用标识，该标识可以被重新定位到一个内存地址上。

4.Copying算法（Copying Collector）：该算法的提出是为了克服句柄的开销和解决碎片整理的问题。算法开始把堆分成一个对象区和多个空闲区，程序从对象区为对象分配内存空间。当对象区空间满了，基于copying算法的回收器从根集扫描活动对象，并将每个活动对象复制到空闲区，也即在新的区里活动对象间没有内存碎片。这样新的区变成了对象区，原本的对象区变成了空闲区，程序将在新的对象区里分配内存空间。

5.Generation算法（Generation Collector）：基于copying算法的回收器的缺点在于必须复制所有的对象到空闲区，这增占用了大量的CPU时间，增加了程序等待时间。程序设计里的一个规律：多数对象的存活时间较短，少数对象的存活时间较长。因此，generation算法将堆分成两个或多个，每个子堆作为对象的一代（generation）。由于多数对象存活时间较短，回收器将从最年轻的子堆开始回收对象。每一次回收后，存活下来的对象移到下一最高代的子堆中。回收根据generation层按不同频率回收对象，从而减少存活时间较长的对象的复制次数，节省了时间。

6.Adaptive算法（Adaptive Collector）：从名字可以联想到，这是一种根据系统、程序特定情况选择不同的回收器，吸收每一种的优点，也避免了某一个算法在特定情况下存在的缺点。

系统调用

System.gc()：在程序里运行该方法后，程序会向JVM请求进行一个垃圾回收，但仅仅是请求，也就是说回收器收到请求后，依然会判断即时系统是否需要进行垃圾回收。具体的实现方式需要参考当前jdk的版本信息。

/*
 *System.gc（）使用方法
 */
class TestGC
{
    public static void main(String[] args)
    {
　　    new TestGC();
　　    System.gc();    //请求垃圾回收
　　    System.runFinalization();
　　 }
}

finalize()：在对象被回收前，JVM一般会调用对象里的finalize()方法，作为对象被回收前的预处理。这有点像C++里的析构函数，在对象被释放时（delete/出了scope ）调用析构函数。但又不是析构函数，因为C++里的释放对象是在析构函数里完成的，而Java由于垃圾回收的存在，真正完成释放的工作是垃圾回收主动完成的。而finalize()作为一种补充，在对象回收前给予编程者一定操作性，程序可以做一些回收前的工作，或者回收一些非Jav一般途径(new )申请的内存。使用该方法时需要在类里面重写该方法。

    class TestFina  
    {  
        public static void main(String[] args)  
        {  
    　　    new TestFina();  
    　　 }  

        @Override
        public void finalize(){
            System.out.println("finalize test");  
        }
    }  

上述程序创建了一个对象，但由于没有引用，该对象很快会被回收。回收前将调用finalize()方法，输出提示信息。

减少垃圾回收的开销

由上文知道，垃圾回收会占用系统开销，所以在编程当中应中注意这些问题，以便减少系统进行回收的开销，提高程序的性能。

1.不要显式调用System.gc（）方法；

2.尽量减少临时对象的使用；

3.对象无用时显式置为null；

4.尽量使用StringBuffer而不是String，还有其他相似属性的类；

5.尽量使用基本类型int，long，而不是对应的对象Integer，Long；

6.尽量避免使用静态对象变量；

7.分散对象的创建或删除的时间。

关于垃圾回收的总结

1.垃圾回收存在不可预知性；

2.垃圾收集需要精确性；

3.存在不同类型的垃圾回收器；

4.垃圾回收的实现与JVM密切相关；

5.非Java核心开发人员可能无需深入到垃圾回收的实现当中，但懂得一些原理将有助于写出更优质的Java代码。