java垃圾回收機制是怎樣的

本文格式為Word版，下載可任意編輯——java垃圾回收機制是怎樣的手動管理內(nèi)存

在介紹現(xiàn)代版的垃圾回收之前，我們先來簡樸地回想下需要手動地顯式調(diào)配及釋放內(nèi)存的那些日子。假設(shè)你忘了去釋放內(nèi)存，那么這塊內(nèi)存就無法重用了。這塊內(nèi)存被占有了卻沒被使用。這種場景被稱之為內(nèi)存泄露。

下面是用C寫的一個手動管理內(nèi)存的簡樸例子：

intsend_request

size_tn=read_size;

int*elements=mallocn*sizeofint;

ifread_elementsn,elementsn

//elementsnotfreed!return-1;//…freeelements

return0;

可以看到，你很輕易就會忘了釋放內(nèi)存。內(nèi)存泄露曾經(jīng)是個分外普遍的問題。你只能通過不斷地修復自己的代碼來與它們舉行抗爭。因此，需要有一種更優(yōu)雅的方式來自動釋放無用內(nèi)存，以便裁減人為錯誤的可能性。這種自動化過程又被稱為垃圾回收簡稱GC。

智能指針

自動垃圾回收早期的一種實現(xiàn)便是引用計數(shù)。你知曉每一個對象被引用了幾次，當計數(shù)器歸0的時候，這個對象就可以被安好地回收掉了。C++的共享指針就是一個分外著名的例子：

11intsend_requestsize_tn=read_size;stared_ptrelements=make_shared;ifread_elementsn,elementsnreturn-1;return0;

我們使用的sharedptr會記錄這個對象被引用的次數(shù)。假設(shè)你將它傳遞給別人那么計數(shù)加一，當它離開了作用域后便會減一。一旦這個計數(shù)為0，sharedptr會自動地刪除底層對應(yīng)的vector。當然這只是個例如，由于也有讀者指出來了，這個在現(xiàn)實中是不太可能展現(xiàn)的，但作為演示是足夠了。

自動內(nèi)存管理

在上面的C++代碼中，我們還得顯式地聲明我們需要使用內(nèi)存管理。那假設(shè)全體的對象都采用這個機制會怎樣呢?那簡直就太便當了，這樣開發(fā)人員便無需考慮清理內(nèi)存的事情了。運行時會自動知曉哪些內(nèi)存不再使用了，然后釋放掉它。也就是說，它自動地回收了這些垃圾。第一代的垃圾回收器是1959年Lisp引入的，這項技術(shù)迄今為止一向在不斷演進。

引用計數(shù)

方才我們用C++的共享指針所演示的想法可以應(yīng)用到全體的對象上來。大量語言譬如說Perl,Python以及PHP，采用的都是這種方式。這個通過一張圖可以很輕易說明：

綠色的云代表的是程序中仍在使用的對象。從技術(shù)層面上來說，這有點像是正在執(zhí)行的某個方法里面的局部變量，亦或是靜態(tài)變量之類的。不同編程語言的處境可能會不一樣，因此這并不是我們關(guān)注的重點。

藍色的圓圈代表的是內(nèi)存中的對象，可以看到有多少對象引用了它們。灰色圓圈的對象是已經(jīng)沒有任何人引用的了。因此，它們屬于垃圾對象，可以被垃圾回收器清理掉。

看起來還不錯對吧?沒錯，不過這里存在著一個重大的缺陷。很輕易會展現(xiàn)一些孤立的環(huán)，它們中的對象都不在任何域內(nèi)，但彼此卻彼此引用導致引用數(shù)不為0。下面便是一個例子：

看到了吧，紅色片面其實就是應(yīng)用程序不再使用的垃圾對象。由于引用計數(shù)的缺陷，因此會存在內(nèi)存泄露。

有幾種方法可以解決這一問題，譬如說使用特殊的“弱”引用，或者使用一個特殊的算法回收循環(huán)引用。之前提到的Perl,Python以及PHP等語言，都是使用類似的方法來回收循環(huán)引用的，不過這已經(jīng)超出本文陳述的范圍了。我們打定細致介紹下JVM所采用的方法。

標記刪除

首先，JVM對于對象可達性的定義要明確一些。它可不像前面那樣用綠色的云便含煳了事的，而是有著分外明確及概括的垃圾回收根對象GarbageCollectionRoots的定義：

局部變量

活動線程

靜態(tài)字段

JNI引用

其它后面將會議論到

JVM通過標記刪除的算法來記錄全體可達存活對象，同時確保不成達對象的那些內(nèi)存能夠被重用。這包含兩個步驟：

標記是指遍歷全體可達對象，然后在本地內(nèi)存中記錄這些對象的信息

刪除會確保不成達對象的內(nèi)存地址可以在下一次內(nèi)存調(diào)配中使用。

JVM中的不同GC算法，譬如說ParallelScavenge，ParallelMark+Copy，CMS都是這一算法的不同實現(xiàn)，只是各階段略有不同而已，從概念上來講依舊是對應(yīng)著上面所說的那兩個步驟。

這種實現(xiàn)最重要的就是不會再展現(xiàn)泄露的對象環(huán)了：

缺點就是應(yīng)用程序的線程需要被暫停才能完