认识达内从这里开始

昆明IT培训的小编这一期给大家讲Java中的回收机制。

9.1.Java垃圾回收机制和常见算法

Sun公司只定义了垃圾回收机制规则而不局限于其实现算法，因此不同厂商生产的虚拟机采用的算法也不尽相同。

GC（Garbage Collector）在回收对象前首先必须发现那些无用的对象，如何去发现定位这些无用的对象？通常的搜素算法如下：

（1）引用计数器算法（废弃）

引用计数器算法是给每个对象设置一个计数器，当有地方引用这个对象的时候，计数器+1，当引用失效的时候，计算器-1，当计数器为0的时候，JVM就认为对象不再被使用，是“垃圾”了。

引用计数器实现简单，效率高；但是不能解决循环引用问题（A对象引用B对象，B对象引用A对象，但是A，B对象已不再被任何其他对象引用），同时每次计数器的增加和减少都带来了很多额外的开销，所以在JDK1.1之后，这个算法就不再使用了。

（2）根搜索算法（使用）

根搜素算法是通过一些“GC Roots”对象作为起点，从这些节点开始往下搜索，搜索通过的路径成为引用链（Reference Chain），当一个对象没有被GC Roots的引用链连接的时候，说明这个对象是不可用的。

GC Roots对象包括：

a.虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中的引用的对象。

b.方法区域中的类静态属性引用的对象。

c.方法区域中常量引用的对象。

d.本地方法栈中JNI（Native方法）的引用的对象。

通过上面的算法搜索到无用对象之后，就是回收过程，回收算法如下：

（1）标记-清除算法（Mark-Sweep）（DVM使用的算法）

标记-清除算法包括连个阶段：“标记”和“清除”。在标记阶段，确定所有要回收的对象，并做标记。清除阶段紧随标记阶段，将标记阶段确定不可用的对象清除。标记-清除算法是基础的收集算法，标记和清除阶段的效率不高，而且清楚后回产生大量的不连续空间，这样当程序需要分配大内存对象时，可能无法找到足够的连续空间。

（2）复制算法（Copying）

复制算法是把内存分成大小相等的两块，每次使用其中一块，当垃圾回收的时候，把存活的对象复制到另一块上，然后把这块内存整个清理掉。复制算法实现简单，运行效率高，但是由于每次只能使用其中的一半，造成内存的利用率不高。现在的JVM用复制方法收集新生代，由于新生代中大部分对象（98%）都是朝生夕死的，所以两块内存的比例不是1:1（大概是8:1）。

（3）标记-整理算法（Mark-Compact）

标记-整理算法和标记-清除算法一样，但是标记-整理算法不是把存活对象复制到另一块内存，而是把存活对象往内存的一端移动，然后直接回收边界以外的内存。标记-整理算法提高了内存的利用率，并且它适合在收集对象存活时间较长的老年代。

（4）分代收集（Generational Collection）

分代收集是根据对象的存活时间把内存分为新生代和老生代，根据各个代对象的存活特点，每个代采用不同的垃圾回收算法。新生代采用复制算法，老生代采用标记-整理算法。垃圾算法的实现涉及大量的程序细节，而且不同的虚拟机平台实现的方法也各不相同。

9.2.JVM的内存结构和内存分配

（1）java内存模型

Java虚拟机将其管辖的内存大致分三个逻辑部分：方法区（Method Area）、Java栈和Java堆。

a.方法区是静态分配的，编译器将变量绑定在某个存储位置上，而且这些绑定不会再运行时改变。常数池，源代码中的命名常量、String常量和static变量保存在方法区。

b.Java Stack是一个逻辑概念，特点是后进先出。一个栈的空间可能是连续的，也可能是不连续的。最典型的Stack应用是方法的调用，Java虚拟机每调用一次方法就创建一个方法帧（frame），退出该方法则对应的方法帧被弹出（pop）。栈中存储的数据也是运行时确定的。

c.Java堆分配（heap allocation）意味着以随意的顺序，在运行时进行存储空间分配和回收的内存管理模型。堆中存储的数据常常是大小、数量和生命期在编译时无法确定的。Java对象的内存总是在heap中分配。

（2）Java内存分配

a.基础数据类型直接在栈空间分配。

b.方法的形式参数，直接在栈空间分配，当方法调用完成后从栈空间回收。

c.引用数据类型，需要用new来创建，即在栈空间分配一个地址空间，又在堆空间分配对象的类变量。

d.方法的引用参数，在栈空间分配一个地址空间，并指向堆空间的对象区，当方法调用完后从栈空间回收。

e.局部变量new出来时，在栈空间和堆空间中分配空间，当局部变量生命周期结束后，栈空间立即被回收，堆空间区域等待GC回收。

f.方法调用时传入的实际参数，现在栈空间分配，在方法调用完成后从栈空间释放。

g.字符串常量在DATA区域分配，this在堆空间分配。

h.数组即在栈空间分配数组名称，又在堆空间分配数组实际的大小。

9.3.Java中引用类型都有哪些？

Java中对象的引用分为四种级别，这四种级别由高到低依次为：强引用、软引用、弱引用和虚引用。

（1）强引用

如果一个对象被人拥有强引用，那么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阿里解决内存不足问题。

Java的对象是位于heap中的，heap中对象有强可及对象、软可及对象、弱可及对象、虚可及对象和不可到达对象。应用的强弱顺序是强、软、弱和虚。对于对象是属于哪种可及的对象，由他的最强的引用决定。

String abc = ew String(“abc”);//强引用，abc为强可及

SoftReference<String> softRef = new SoftReference<String>(abc);//软引用

WeakReference<String> weakRef = new WeakReference<String>(abc);//弱引用

abc=null;//abc软可及

softRef.clear();//abc变成弱可及

（2）软引用

如果一个对象只具有软引用，那么如果内存空间足够，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器回收，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。

软引用主要用于内存敏感的高速缓存。在jvm报告内存不足之前会清除所有的软引用，这样以来gc就有可能手机软可及的对象，可能解决内存吃紧问题，避免内存溢出。什么时候会被收集取决于gc的算法和gc运行时可用内存的大小。当gc决定要收集软引用时执行步骤如下：（以上面的softRef为例）

a.首先将softRef的referent(abc)设置为null，不再引用heap中的new String(“abc”)对象。

b.将heap中的new String(“abc”)对象设置为可结束的（finalizable）。

c.当heap中的new String(“abc”)对象的finalize()方法被运行而且该对象占用的内存被释放，softRef被添加到它的ReferenceQueue（如果有的话）中。

注意：对ReferenceQueue软引用和弱引用可有可无，但虚引用必须有。

被Soft Reference指到的对象，即使没有任何Direct Reference，也不会被清除。一直要到JVM内存不足且没有Direct Reference时才会清除，SoftReference是用来设计objct-cache之用的。如此一来SoftReference不但可以把对象cache起来，也不会造成内存不足的错误（OutOfMemoryError）。

（3）弱引用

如果一个对象只具有弱引用，那该类就是可有可无的对象，因为只要该对象被gc扫描到随时都会把它干掉。

弱引用和软引用的区别：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呗垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加到与之关联的引用队列中。

（4）虚引用

“虚引用”与其他集中引用不同，虚引用并不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器回收。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。

虚引用与软引用和弱引用的区别：虚引用必须和引用队列（ReferneceQueue）联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还是虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用假如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加入了虚引用。来了解被引用的对象是否要被垃圾回收。程序如果发现某个虚引用已经被加入到引用队列，那么就可以在引用的对象的内存被回收之前采用必要的行动。

昆明IT培训的小编知道建立虚引用之后通过get方法返回结果始终为null，通过源代码会发现，虚引用通常会把引用的对象写进referent，只是get方法返回结果为null。和gc交互的过程：a.不把referent设置为null，直接把heap中的new String(“abc”)对象设置为可结束的（finalizable）。b.与软引用和弱引用不同，先把PhantomReference对象添加到它的ReferencQueue中，然后在释放虚可及的对象。