Java(三)——Java垃圾回收机制，

Java(三)——Java垃圾回收机制，

一、显式垃圾回收

 

 传统的C/C++等编程语言，需要程序员负责回收已经分配的内存。显式进行垃圾回收是一件比较困难的事情，因为程序员并不总是知道内存应该何时被释放。如果一些分配出去的内存得不到及时回收，就会引起系统运行速度下降，甚至导致程序瘫痪，这种现象被称为内存泄漏。总体而言，显式进行垃圾回收主要由如下两个缺点。

 1.程序忘记回收内存，从  库的内存，导致系统瘫痪。

二、Java垃圾回收机制

 与C/C++不同，Java不需要程序员直接控制内存的回收，Java的内存分配和回收都是由JRE在后台进行的。JRE负责回收那些不再使用的内存，这种机制被称为垃圾回收机制（Garbage Collection）。一般来说，JRE会提供一个后台线程，来检测和控制内存的回收，通常是在CPU空闲或者内存不足时，自动进行垃圾回收，程序员无法精确控制垃圾回收的时间和顺序等。

 

 Java的堆内存是运行时数据区，用以保存类的实例（对象）。Java虚拟机的堆内存保存正在运行的应用程序的所有对象，这些对象不需要程序通过代码显式地释放。一般来说堆内存的回收由垃圾回收来负责，所有的JVM实现都有一个垃圾回收器管理的堆内存。垃圾回收是一种动态存储管理技术，它自动释放不再被程序引用的内存，按特定的垃圾回收算法实现内存资源的自动回收功能。

 在C/C++中，对象所占用的内存不会被自动释放，如果程序没有显式地释放这些对象所占用的内存，那这些内存就无法分配给其他对象，该内存在程序结束之前将一直被占用。而在Java中，当没有引用变量指向原先分配给某个对象的内存时，该内存便成为垃圾。JVM的一个超级线程将会自动释放该内存区。垃圾回收意味着程序不再需要的对象是“垃圾信息”，这些信息将被丢弃。

 当一个对象不再被引用时，内存回收它占领的空间，以便分配给新的对象使用。事实上，除了释放没用的对象外，垃圾回收也可以清除内存中的记录碎片，由于创建对象和垃圾回收器释放丢弃对象所占的内存空间，内存会出现碎片。碎片是分配给对象内存块之间的空闲内存区，碎片整理将所占用的堆内存移动到堆的一段，JVM将整理出的内存分配给新的对象。

三、优点与缺点

 垃圾回收能自动释放内存空间，减轻编程的负担。这使Java虚拟机具有两个显著的优点。
 1.垃圾回收机制可以很好地提高编程效率。在没有垃圾回收机制时，可能要花许多时间来解决一个难懂的存 储器问题。再用Java语言编程时，依靠垃圾回收机制可大大缩短时间。
 2.垃圾回收机制保护程序的完整性，垃圾回收机制是Java语言安全性策略的一个重要部分。

 垃圾回收的一个潜在缺点是它的开销影响程序性能。Java虚拟机必须跟踪程序中有用的对象，才可以知道该对象什么时候不再被引用，最终释放这些无用的对象。这个过程需要花费处理器的时间。

四、垃圾回收的特点

 Java语言规范并没有明确说明JVM使用哪种垃圾回收算法，但是任何一个垃圾回收算法一般做两件事：发现无用的对象；回收被无用对象占用的内存空间，使该空间可被程序再次使用。

 

 1.垃圾回收机制的工作目标是回收无用对象的内存资源，这些内存都是JVM堆内存中的内存空间，垃圾回收机制只能回收内存资源，对其他物力资源，如磁盘I/O资源、数据库连接等资源则无能为力。
 2.为了让垃圾回收机制更快地回收那些不再使用的对象，我们可以将该对象的引用变量设置为null，通过这种方式来暗示垃圾回收机制可以回收该对象。
 3.垃圾回收发生的不可预知性。由于不同JVM采用了不同的垃圾回收机制和不同的垃圾回收算法，因此它有可能是定时发生的，有可能是CPU空闲时发生的，也有可能和原始的垃圾回收一样，等到内存消耗出现极限时发生，这和垃圾回收实现机制的选择及具体的设置都有关系。虽然程序员可以通过调用Runtime对象的gc()或System.gc()等方法来建议系统进行垃圾回收，但这仅仅是建议，依然不能精确控制垃圾回收机制的运行。
 4.垃圾回收的精确性主要包括两个方面：一是垃圾回收机制能够精确地标记活着的对象；二是垃圾回收器能够精确地定位对象之间的引用关系。前者是完全回收所有废弃对象的前提，否则就可能造成内存泄漏；而后者则是实现归并和复制等算法的必要条件，通过这种引用关系，可以保证所有对象都能被可靠地回收，所有对象都能被重新分配，从而有效地减少内存碎片的产生。

 

 5.现在的JVM有多中不同的垃圾回收实现，每种回收机制因其算法的差异可能表现各异，有的当垃圾回收开始时就停止应用程序的运行，有的当垃圾回收运行时允许应用程序的线程运行，还有的在同一时间允许垃圾回收多线程运行。

 

 

 编写Java程序的一个基本原则是：对于不再需要的对象，不要引用它们。如果保持对这些对象的引用，垃圾回收机制暂时不会回收该对象，则会导致系统可用内存越来越少；当系统可用内存越来越少时，垃圾回收执行的频率就越来越高，从而导致系统性能下降。

 

 2011年7月发布的Java 7提供了G1垃圾回收器来代替原有的并行标记/清楚垃圾回收器（简称CMS）。
 2014年3月发布的Java 8删除了HotSpot JVM中的永生代内存（PermGen，永生代内存主要用于存储一些需要常驻内存、统称不会被回收的信息），而是改为使用本地内存来存储类的元数据信息，并将之称为：元空间（Metaspace），这意味着以后不会再遇到java.lang.OutOfMemoryError:PermGen错误（曾经令许多Java程序员头痛的错误）。