java内存回收

一、java引用种类

java垃圾回收机制是以有向图的方式回收管理内存中的对象的,，对于单线程而言，以main进程的所有有向图，可到达的状态不会回收，不可达到状态，则考虑回收。

可到达状态：

可恢复状态：如果程序中某个对象不再有任何变量引用他，则首先进入可恢复状态，此时有向图的起始顶点不能导航到该对象。此时，垃圾回收机准备回收该对象的内存。在回收内存之前，系统调用可恢复状态对象的finalize方法，进行资源清理。调用方法后有可能重新使对象变为可到达状态。

不可达到状态：

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

对于垃圾回收机制，一个对象是否可以被回收标志是是否对象存在引用，java中存在4种引用：

1、强引用

如果一个对象具有强引用，那就 类似于必不可少的生活用品，垃圾回收器绝不会回收它。当内存空 间不足，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足问题。

2、软引用

如果一个对象只具有软引用，那就类似于可有可物的生活用品 。如果内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它，如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。
软引用(通过SoftReference实现)可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

eg:   SoftReference<? extends Object> [] temp = new SoftReference<? extends Object> [] ();

3、弱引用(通过WeakReference实现)

如果一个对象只具有弱引用，那就类似于可有可物的生活用品。 弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它 所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程， 因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。
弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

4、虚引用（ PhantomReference实现）

"虚引用"顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收。
虚 引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：虚引用必须和引用队列（ReferenceQueue）联合使用。当垃 圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是 否已经加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收。程序如果发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。

二、java内存泄露

先了解一下什么事内存泄露:程序运行过程中会不断分配内存空间，那些不在使用的内存空间应该及时回收他们，从而可以保证系统可以再次使用这些内存，如果存在无用的内存没有被回收回来，那就是内存泄露。

保证代码对不使用的对象的引用直接置为空，这样保证无引用，垃圾回收。

三、垃圾回收机制

主要任务:1、跟踪监控每个java对象的状态

        2、清理内存分配，回收产生的内存碎片、

基本算法：

• 标记-清除

      标记清除的算法最简单，主要是标记出来需要回收的对象，然后然后把这些对象在内存的信息清除。如何标记需要回收的对象，在上一篇文章里面已经有说明。

                          

• 标记-清除-压缩

          这个算法是在标记-清除的算法之上进行一下压缩空间，重新移动对象的过程。因为标记清除算法会导致很多的留下来的内存空间碎片，随着碎片的增多，严重影响内存读写的性能，所以在标记-清除之后，会对内存的碎片进行整理。最简单的整理就是把对象压缩到一边，留出另一边的空间。由于压缩空间需要一定的时间，会影响垃圾收集的时间。

                       

• 标记-清除-复制

       这个算法是吧内存分配为两个空间，一个空间（A）用来负责装载正常的对象信息,，另外一个内存空间（B）是垃圾回收用的。每次把空间A中存活的对象全部复制到空间B里面，在一次性的把空间A删除。这个算法在效率上比标记-清除-压缩高，但是需要两块空间，对内存要求比较大，内存的利用率比较低。适用于短生存期的对象，持续复制长生存期的对象则导致效率降低

       

       

堆内存的分代回收

• 新生代（Young）

新生代包括两个区：Eden区和Survivor区，其中Survivor区一般也分成两块，简称Survivor1 Space 和 Survivor2 Space （或者From Space 和 To Space）。新生代通常存活时间较短，因此基于标记清除复制算法来进行回收，扫描出存活的对象，并复制到一块新的完全未使用的空间中，对应于新生代，就是在Eden和From或To之间copy。新生代采用空闲指针的方式来控制GC触发，指针保持最后一个分配的对象在新生代区间的位置，当有新的对象要分配内存时，用于检查空间是否足够，不够就触发GC。当连续分配对象时，对象会逐渐从eden到Survior，最后到旧生代。

可以采用串行处理和并行处理器

• 老年代（Old）

在垃圾回收多次，如果对象仍然存活，并且新生代的空间不够，则对象会存放在老年代。

在老年代采用的是 标记清除压缩算法。因为老年代的对象一般存活时间比较长，每次标记清除之后，会有很多的零碎空间，这个就是所谓的浮动垃圾。当老年代的零碎空间不足以分配一个大的对象的时候，就会采用压缩算法。在压缩的时候，应用需要暂停。

可以采用串行处理，并行处理器，以及并发处理器。

• 持久代（Permanent)

这部分空间主要存放java方法区的数据以及启动类加载器加载的对象。这一部分对象通常不会被回收。所以持久代空间在默认的情况下是不会被垃圾回收的。

 

      由于把内存空间分为三块，一般把新生代的GC称为minor GC ，把老年代的GC成为 full GC，所谓full gc 会先出发一次minor gc，然后在进行老年代的GC。

具体的过程如下：

首先想eden区申请分配空间，如果空间够，就直接进行分配，否则进行一次Minor GC。minor GC 首先会对Eden区的对象进行标记，标记出来存活的对象。然后把存活的对象copy到From空间。如果From空间足够，则回收eden区可回收的对象。如果from内存空间不够，则把From空间存活的对象复制到To区，如果TO区的内存空间也不够的话，则把To区存活的对象复制到老年代。如果老年代空间也不够（或者达到触发老年年垃圾回收条件的话）则触发一次full GC。