198【深入java虛擬機(jī)(8)】：java垃圾收集機(jī)制

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1、【深入Java虛擬機(jī)(8)】：Java垃圾收集機(jī)制對(duì)象引用Java中的垃圾回收一般是在Java堆中進(jìn)行，因?yàn)槎阎袔缀醮娣帕薐ava中所有的對(duì)彖實(shí)例。談到Java堆中的垃圾冋收，自然要談到引用。在JDK1.2Z前，Java屮的引用定義很很純粹：如果reference類型的數(shù)據(jù)中存儲(chǔ)的數(shù)值代表的是另外一塊內(nèi)存的起始地址，就稱這塊內(nèi)存代表著一個(gè)引用。但在JDK1.2Z后，Java對(duì)引用的概念進(jìn)行了擴(kuò)充，將其分為強(qiáng)引用(StrongReference)＞軟引用(SoftReference)、弱引用(WeakReference)、虛引用(Phan

2、tomReference)四種，引用強(qiáng)度依次減弱。?強(qiáng)引用：如“Objectobj=newObject()",這類引用是Java程序小最普遍的。只要強(qiáng)引用還存在，垃圾收集器就永遠(yuǎn)不會(huì)回收掉被引用的對(duì)彖。?軟引用：它用來(lái)描述一些可能還有用，但并非必須的對(duì)象。在系統(tǒng)內(nèi)存不夠用時(shí)，這類引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象將被垃圾收集器回收。JDK1.2之后提供了SoftReference類來(lái)實(shí)現(xiàn)軟引用。?弱引用：它也是用來(lái)描述非需對(duì)彖的，但它的強(qiáng)度比軟引用更弱些，被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)彖只能生存島下-次垃圾收集發(fā)生之前。當(dāng)垃圾收集器工作時(shí)，無(wú)論當(dāng)前內(nèi)存是否足夠，都會(huì)回收

3、掉只被弱引用關(guān)聯(lián)的對(duì)象。在JDK1.2Z后，提供了WcakRcfewnce類來(lái)實(shí)現(xiàn)弱引用。?虛引用：最弱的一種引用關(guān)系，完全不會(huì)對(duì)其生存時(shí)間構(gòu)成影響，也無(wú)法通過(guò)虛引用來(lái)取得一個(gè)對(duì)彖實(shí)例。為一個(gè)對(duì)象設(shè)置虛引用關(guān)聯(lián)的唯一目的是希望能在這個(gè)對(duì)象被收集器回收時(shí)收到一個(gè)系統(tǒng)通知。JDK1.2Z后提供了PhantomReference類來(lái)實(shí)現(xiàn)虛引用。垃圾對(duì)象的判定血va堆中存放著幾乎所有的對(duì)象實(shí)例，垃圾收集器對(duì)堆中的對(duì)象進(jìn)行回收前，要先確定這些對(duì)象是否還有用，判定對(duì)象是否為垃圾對(duì)象有如下算法：引用計(jì)數(shù)算法給對(duì)象添加一個(gè)引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有一個(gè)地方引用

4、它時(shí)，計(jì)數(shù)器值就加1,當(dāng)引用失效時(shí)，計(jì)數(shù)器值就減1,任何時(shí)刻計(jì)數(shù)器都為()的對(duì)象就是不可能再被使用的。引用計(jì)數(shù)算法的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，判定效率也很高，在大部分情況下它都是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，當(dāng)Java語(yǔ)言并沒(méi)有選擇這種算法來(lái)進(jìn)行垃圾回收，主要原因是它很難解決對(duì)彖之間的相互循環(huán)引用問(wèn)題。根搜索算法血va和C#中都是采用根搜索算法來(lái)判定對(duì)象是否存活的。這種算法的基本思路是通過(guò)一系列名為“GCRoots，啲對(duì)象作為起始點(diǎn)，從這些節(jié)點(diǎn)開(kāi)始向下搜索，搜索所走過(guò)的路徑稱為引用鏈，當(dāng)一個(gè)對(duì)象到GCRoots沒(méi)有任何引用鏈相連時(shí)，就證明此對(duì)象是不可用的。在Java

5、語(yǔ)言里，可作為GCRoots的兌現(xiàn)包括下面兒種：?虛擬機(jī)棧(棧幀中的本地變量表)中引用的對(duì)象。?方法區(qū)中的類靜態(tài)屈性引用的對(duì)象。?方法區(qū)中的常量引用的對(duì)象。?本地方法棧中JNI(Native方法)的引用對(duì)象。實(shí)際上，在根搜索算法中，耍真正宣告一個(gè)對(duì)象死亡，至少要經(jīng)歷兩次標(biāo)記過(guò)程：如果對(duì)象在進(jìn)行根搜索后發(fā)現(xiàn)沒(méi)有與GCRoots相連接的引用鏈，那它會(huì)被第一次標(biāo)記并且進(jìn)行一次篩選，篩選的條件是此對(duì)象是否有必要執(zhí)行finalize()方法。當(dāng)對(duì)象沒(méi)有覆蓋finalize()方法，或finalize()方法已經(jīng)被虛擬機(jī)調(diào)用過(guò)，虛擬機(jī)將這兩種情況都

6、視為沒(méi)有必要執(zhí)行。如果該對(duì)象被判定為有必要執(zhí)行finalize()方法，那么這個(gè)對(duì)象將會(huì)被放置在一個(gè)名為F-Queue隊(duì)列中，并在稍后由一條由虛擬機(jī)自動(dòng)建立的、低優(yōu)先級(jí)的Finalizer線程去執(zhí)行finalize()方法。finalize()方法是對(duì)象逃脫死亡命運(yùn)的最后一次機(jī)會(huì)(因?yàn)橐粋€(gè)對(duì)象的finalize()方法最多只會(huì)被系統(tǒng)口動(dòng)調(diào)用一次)，稍后GC將對(duì)F-Queue+的對(duì)象進(jìn)行第二次小規(guī)模的標(biāo)記，如果要在finalize()方法中成功拯救自己，只要在finalize()方法屮讓該對(duì)象重引用鏈上的任何一個(gè)對(duì)象建立關(guān)聯(lián)即可。而如果對(duì)

7、象這時(shí)還沒(méi)有關(guān)聯(lián)到任何鏈上的引用，那它就會(huì)被回收掉。垃圾收集算法判定除了垃圾對(duì)象之后，便可以進(jìn)行垃圾回收了。下面介紹一些垃圾收集算法，由于垃圾收集算法的實(shí)現(xiàn)涉及大量的程序細(xì)節(jié)，因此這里主要是闡明各算法的實(shí)現(xiàn)思想，而不去細(xì)論算法的具體實(shí)現(xiàn)。標(biāo)記一清除算法標(biāo)記一清除算法是最基礎(chǔ)的收集算法，它分為“標(biāo)記”和“清除”兩個(gè)階段：首先標(biāo)記出所需回收的對(duì)彖，在標(biāo)記完成后統(tǒng)一回收掉所有被標(biāo)記的對(duì)象，它的標(biāo)記過(guò)程其實(shí)就是前面的根搜索算法屮判定垃圾對(duì)象的標(biāo)記過(guò)程。標(biāo)記一清除算法的執(zhí)行情況如下圖所示：回收后狀態(tài):存活對(duì)象可回收未便用冋收前狀態(tài):該算法有如下缺

8、點(diǎn)：?標(biāo)記和清除過(guò)程的效率都不髙。?標(biāo)記清除后會(huì)產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，空間碎片太多可能會(huì)導(dǎo)致，當(dāng)程序在以后的運(yùn)行過(guò)程中需要分配較大對(duì)象吋無(wú)法找到足夠的連續(xù)內(nèi)存而不得不觸發(fā)另一次垃圾收集動(dòng)作。復(fù)制算法復(fù)制