- 垃圾回收的意義
- java中的垃圾回收機制
- 對象在內存中的狀態
- 探祕finalize()方法
- 強引用、弱引用、軟引用、虛引用
垃圾回收的意義
也許是保護環境吧。
人類生活生產，總會產生各種各樣的垃圾，這些垃圾都怎麼處理？一般無外乎挑挑揀揀，分分類，能回收的當然好，回來洗洗消毒繼續用；不能回收的也沒辦法，埋了燒了？總之是對外界有一些不好的影響，這些不好的影響在程序猿看來，就是系統泄露，更具體一點就是內存泄漏了。
有過C/C++編程經歷的童鞋，都有一個很頭疼的問題：需要爲自己分配的內存負責，從生到死都得由自己來控制。一般說來，顯示地垃圾回收是一個比較蛋疼的事情，“我哪知道知道內存啥時候被釋放啊”，這估計也是大多數程序猿初識C++時的碎碎念。
不能回收的垃圾破壞了地球的生態系統，不能回收的內存造成計算機運行緩慢，嚴重一點系統就直接崩潰了。
總的來說，顯示回收有三個不太優雅的地方：
- 回收不及時：對象的釋放時間不定，內存碎片的清理時間不定
- 錯誤回收：一不小心回收了程序核心類庫佔用的內存，豈不是天塌地陷？
java中的垃圾回收機制
首先要明白，回收機制回收的是啥？
應該都知道，java中有棧內存和堆內存之別，棧內存主要存放一些變量的引用，而堆內存則是一個運行的數據區，類的實例一般都保存在這裏。JVM中提供了一個垃圾回收器——一種動態存儲管理技術，來管理這些堆內存，當一個jvm覺得一個對象不再有用或者內存塊之間有不少空閒區時，就會執行特定的回收算法來將其除掉。
相對C/C++來說，java的垃圾回收沒那麼事逼了，它不需要程序猿直接控制——所有的分配和回收都是由jre在後臺悄悄幫你辦好了，你可以干預，但最終回不回收，何時回收，怎麼回收還是由jvm說了算。一般的，jre會在後臺提供一個線程來監測和計算那些不再使用的內存，當CPU空閒或者內存不足時，回收機制就開始嶄露頭角了。
這樣，java程序猿就不用再考慮對象的存儲問題，編程效率自然上來，程序也更加美觀完整了。
當然，金無足赤，這樣優雅的實現依然有其弊端。許多事情表面上之所以風輕雲淡，那是因爲在你看不到的地方，有人默默幫你做了那些並不輕鬆的事情。jre提供了後臺的守護線程，默默地將我們丟下的每一片垃圾撿起、整理、重新分配給後來人。這樣的開銷勢必會影響程序的性能：jvm要區分出來程序中的有用和無用對象，勢必就要追蹤分析每一個對象的狀態；垃圾回收算法的不完善，也不能保證100%回收到所有的廢棄內存。
值得提出的是，java並沒有明確說明JVM使用哪種算法。有興趣研究的的參考一下這篇文章：http://blog.csdn.net/zsuguangh/article/details/6429592
但無論使用哪種算法，無外乎都有這些特點：
- 只能回收堆內存中的對象，對任何物理資源（數據庫、網絡/磁盤IO等）無能爲力；
- 精確的回收時間、回收方式，往往是不確定的。它依賴於具體的算法、具體的配置。
- 能精確標記活着的對象和定位對象之間的引用關係，以免傷及無辜。
- 回收任何對象之前，總會先調用它的finalize()方法，至於爲什麼，下面再討論。
對象在內存中的狀態
根據它被引用的狀態，可分爲三種：
- 可達：這個沒啥說的；
- 可恢復：不再有變量引用。但調用finalize()方法有可能讓一個變量重新引用該對象，則這個對象就會再次變爲可達狀態，否則就會變成不可達狀態；
- 不可達：對象與所有引用的關聯已被切斷，調用finalize()也沒讓它復活，永久性地失去引用。只有對象處於不可達狀態時，系統纔會真正回收該對象所佔用的資源。
三者的關係圖如下：
下面具體看個例子：
public class InitTest {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
createObject();
}
public static void createObject() {
String a = new String("測試");
a = new String("演示");
}
}
當執行String a = new String(“測試”);時，”測試”對象處於可達狀態；執行a = new String(“演示”);時，”演示”對象處於可達狀態，而”測試”處於可恢復狀態，而並不是不可達狀態，系統此時也不會對它進行回收。有的童鞋不免要問，如果我此時強制讓它回收會怎麼樣呢？
強制回收
實際上強制回收的說法並不準確。前面已經提過，系統何時回收它所佔用的內存，程序根本不知道，程序能控制的只是保證一個對象何時不再被引用，或者通知系統進行垃圾回收，至於垃圾何時被回收，仍然由jvm來決定。
強制回收一般有兩種方式：
- 調用System的gc()方法；
- 調用Runtime的gc()方法；Runtime.getRuntime().gc()
探祕finalize()方法
java中垃圾回收繞不開的一個方法。它是一個對象被回收之前，最後一次可達的機會。當finalize()方法執行後，對象會消失，垃圾回收機制開始執行。
有過編程經驗的可能都注意到了，finalize()方法定義在Object類中，這就意味着所有的類都可以重寫它來實習自己的清理機制。如果一個程序終止之前都沒有執行垃圾回收，那麼finalize()方法則不會被調用。所以finalize()方法是否被調用也具有不確定性。
所以永遠不要在finalize()中清理資源，也永遠不要主動調用這個方法。看一下下面的例子：
public class FinalizeTest {
protected static FinalizeTest ft = null;
public void info() {
System.out.println("測試finalize方法");
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
new FinalizeTest();
// 通知系統進行資源回收
// System.gc();
System.runFinalization();//強制執行finalize()方法
ft.info();
}
@Override
public void finalize() {
ft = this;
}
}
上面的程序new FinalizeTest();之後，並未有任何引用，新創建的對象會進入可恢復狀態。調用System.gc()，並不能保證finalize()馬上被執行，如果註釋了System.runFinalization()，就會報空指針異常。
強引用、弱引用、軟引用、虛引用、引用隊列
垃圾回收機制中對對象的引用是一個很重要的判定標準。根據引用的級別（這一點和安卓中的視圖銷燬差不多），java中又可將引用分爲四種：
- 強引用：毋庸贅述，最常見的引用方式，創建一個對象，把對象賦給一個引用變量，這樣的引用就是強引用。
- 軟引用：SoftReference類實現，當一個對象只有軟引用時，它有可能被回收，如果系統內存不足的話。
- 弱引用：WeakRefernce類實現，與上面的軟引用類似，只是引用級別更低。如果一個對象處於弱引用狀態，當垃圾回收機制運行，總是會回收該對象所佔用的內存，而不管內存是否充足。
- 虛引用：PhantomReference類實現，級別最弱，類似於沒有引用。它的作用主要用來跟蹤對象被垃圾回收的狀態，無法單獨使用，必須陪護引用隊列。
- 引用隊列：用來保存被回收後對象的引用。程序可檢查與虛引用關聯的引用隊列中是否包含了改虛引用，從而知道虛引用所指對象是否即將被回收。
瞅一眼下面的例子：
public class ReferenceTest {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String str = new String("引用測試");
// 創建一個弱引用，引用到"引用測試"
WeakReference weakReference = new WeakReference(str);
// 斷開str和"引用測試"之間的引用
str = null;
// 打印弱引用對象
System.out.println(weakReference.get());
// 強制通知回收
System.gc();
System.runFinalization();
// 再次打印弱引用對象
System.out.println(weakReference.get());
}
}
輸入：
引用測試
null
再看一個虛引用的例子，兩者比較一下：
public class PhantomReferenceTest {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String str = new String("虛引用測試");
// 創建一個引用隊列
ReferenceQueue referenceQueue = new ReferenceQueue();
// 創建一個指向"虛引用測試"的虛引用
PhantomReference phantomReference = new PhantomReference(str,
referenceQueue);
// 斷開str和"虛引用測試"之間的引用
str = null;
System.out.println(phantomReference.get());
// 強制回收
System.gc();
System.runFinalization();
// 取出最先進入隊列的引用和phantomReference比較
System.out.println(referenceQueue.poll() == phantomReference);
}
}
輸出：
null
true
再次強調幾點：
- 強引用與其餘的中引用不能共存，如上例的“str=null”；
- 虛引用不能單獨使用，所以PhantomReferenceTest 中會輸出null;
- 強制回收後，虛引用的字符串被回收，對應的虛引用添加到關聯的引用隊列中，故最後輸出爲true。
先總結這麼多，有疑問的歡迎吐槽拍磚。