Java程序设计(三)垃圾回收机制

今天,我们来谈谈Java这门语言的垃圾回收机制。首先,我们需要去回想下,在C++中,是如何处理内存的问题,换句话说,C++是如何处理没有使用的对象以及对象垃圾的问题的,对于C++来说,当你在使用对象的时候,好,这没问题,问题是在对象使用完之后呢,怎么去处理这个内存空间呢?对象通过new 出来之后呢,便会一直存在在这所指定的空间中,一直到程序结束,或者说,使用类的析构函数去处理这new 出来的对象,开辟的空间。C++并不会自动的去处理这个问题,而是留给编程员去处理这个问题,因此我们常常使用析构函数去处理这块使用之后的废弃空间,这对于程序员来说,显然是一件麻烦的事儿,可是C++就是这样的,一切都要我们去建立析构函数去主动的处理这个废弃的问题。这是个在C++的麻烦中的一点。

对于Java来说,显然比C++做的人性化的太多,Java引进了垃圾回收机制,这样的话,就可以不用我们程序员过多的关注内存的问题,而是关注程序本身。那么下面我就和大家详细介绍一下,java的垃圾回收机制。

·1.什么是垃圾回收机制?

在Java 中,如果对象没有其所指的引用或者说引用没有指向其分配的内存块。无法通过变量进行参考。通俗的说,其指向不定,内存块没有所有者,无法指定其对象,这样的时候,Java的系统线程将自动寻找这类垃圾,并自动回收,这就是垃圾回收机制。

2.垃圾回收机制的算法实现(大概了解,不作要求)

2.1. 引用计数法(Reference Counting Collector)
  引用计数法是唯一没有使用根集的垃圾回收的法,该算法使用引用计数器来区分存活对象和不再使用的对象。一般来说,堆中的每个对象对应一个引用计数器。当每一次创建一个对象并赋给一个变量时,引用计数器置为1。当对象被赋给任意变量时,引用计数器每次加1当对象出了作用域后(该对象丢弃不再使用),引用计数器减1,一旦引用计数器为0,对象就满足了垃圾收集的条件。
  基于引用计数器的垃圾收集器运行较快,不会长时间中断程序执行,适宜地必须实时运行的程序。但引用计数器增加了程序执行的开销,因为每次对象赋给新的变量,计数器加1,而每次现有对象出了作用域生,计数器减1
2.2. tracing算法(Tracing Collector)
tracing算法是为了解决引用计数法的问题而提出,它使用了根集的概念。基于tracing算法的垃圾收集器从根集开始扫描,识别出哪些对象可达,哪些对象不可达,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。在扫描识别过程中,基于tracing算法的垃圾收集也称为标记和清除(mark-and-sweep)垃圾收集器.
2.3. compacting算法(Compacting Collector)
  为了解决堆碎片问题,基于tracing的垃圾回收吸收了Compacting算法的思想,在清除的过程中,算法将所有的对象移到堆的一端,堆的另一端就变成了一个相邻的空闲内存区,收集器会对它移动的所有对象的所有引用进行更新,使得这些引用在新的位置能识别原来的对象。在基于Compacting算法的收集器的实现中,一般增加句柄和句柄表。
2.4. copying算法(Coping Collector)
  该算法的提出是为了克服句柄的开销和解决堆碎片的垃圾回收。它开始时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空间,当对象满了,基于coping算法的垃圾回收就从根集中扫描活动对象,并将每个活动对象复制到空闲区(使得活动对象所占的内存之间没有空闲间隔),这样空闲区变成了对象区,原来的对象区变成了空闲区,程序会在新的对象区中分配内存。
  一种典型的基于coping算法的垃圾回收是stop-and-copy算法,它将堆分成对象区和空闲区域区,在对象区与空闲区域的切换过程中,程序暂停执行。
2.5. generation算法(Generational Collector)
stop-and-copy垃圾收集器的一个缺陷是收集器必须复制所有的活动对象,这增加了程序等待时间,这是coping算法低效的原因。在程序设计中有这样的规律:多数对象存在的时间比较短,少数的存在时间比较长。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)。由于多数对象存在的时间比较短,随着程序丢弃不使用的对象,垃圾收集器将从最年轻的子堆中收集这些对象。在分代式的垃圾收集器运行后,上次运行存活下来的对象移到下一最高代的子堆中,由于老一代的子堆不会经常被回收,因而节省了时间。
2.6. adaptive算法(Adaptive Collector)
  在特定的情况下,一些垃圾收集算法会优于其它算法。基于Adaptive算法的垃圾收集器就是监控当前堆的使用情况,并将选择适当算法的垃圾收集器。

3.垃圾回收机制的finalize()方法

步骤通常为:

寻找垃圾->找到无用垃圾->调用属于java.lang.Object类中的finalize()方法完成清理前的准备工作->清理内存->回收处理

4..垃圾回收处理机制的特点

4.1由于算法不同 JVM 的不同  各种原因 垃圾回收发生的时间不定 这属于不可预见的性质

4.2垃圾回收处理的精确性 能精确的找到活着的对象以及要回收的对象

4.3算法多样性 以及 收集器的多样性 



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