總結(jié)Java垃圾回收器的方法和原理
總結(jié)是在某一特定時(shí)間段對(duì)學(xué)習(xí)和工作生活或其完成情況，包括取得的成績(jī)、存在的問題及得到的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)加以回顧和分析的書面材料，它能幫我們理順知識(shí)結(jié)構(gòu)，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，不如靜下心來好好寫寫總結(jié)吧�？偨Y(jié)你想好怎么寫了嗎？下面是小編精心整理的總結(jié)Java垃圾回收器的方法和原理，歡迎大家借鑒與參考，希望對(duì)大家有所幫助。
總結(jié)Java垃圾回收器的方法和原理 1
一、認(rèn)識(shí)Java的自動(dòng)垃圾回收
垃圾回收是Java語言的一大特性，方便了編程，是以消耗性能為代價(jià)的。而垃圾在這里只無用的對(duì)象。而C++是需要程序員自己寫析構(gòu)函數(shù)來釋放內(nèi)存的，麻煩，也有可能忘記而導(dǎo)致內(nèi)存泄露。
Java語言對(duì)內(nèi)存的分配管理是通過JVM內(nèi)部機(jī)制決定的。程序員可以不關(guān)心其處理。
二、垃圾回收的原理和意義
Java虛擬機(jī)中有個(gè)稱之為垃圾回收器的東西，實(shí)際上這個(gè)東西也許真正不存在，或者是已經(jīng)集成到JVM中了，但這無關(guān)緊要，我們?nèi)匀豢梢苑Q為為垃圾回收器。
垃圾回收器的作用是查找和回收(清理)無用的對(duì)象。以便讓JVM更有效的使用內(nèi)存。
垃圾回收器的.運(yùn)行時(shí)間是不確定的，由JVM決定，在運(yùn)行時(shí)是間歇執(zhí)行的。雖然可以通過System.gc()來強(qiáng)制回收垃圾，但是這個(gè)命令下達(dá)后無法保證JVM會(huì)立即響應(yīng)執(zhí)行，但經(jīng)驗(yàn)表明，下達(dá)命令后，會(huì)在短期內(nèi)執(zhí)行你的請(qǐng)求。JVM通常會(huì)感到內(nèi)存緊缺時(shí)候去執(zhí)行垃圾回收操作。
垃圾回收過于頻繁會(huì)導(dǎo)致性能下降，過于稀疏會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存緊缺。這個(gè)JVM會(huì)將其控制到最好，不用程序員擔(dān)心。但有些程序在短期會(huì)吃掉大量?jī)?nèi)存，而這些恐怖的對(duì)象很快使用結(jié)束了，這時(shí)候也許有必要強(qiáng)制下達(dá)一條垃圾回命令，這是很有必要的，以便有更多可用的物理內(nèi)存。
從上面了解到，沒有用的對(duì)象就是垃圾。準(zhǔn)確的說，當(dāng)沒有任何線程訪問一個(gè)對(duì)象時(shí)，該對(duì)象就符合垃圾回收的條件。
對(duì)于String，存在一個(gè)字符串池，這個(gè)不屬于本文討論的范圍，字符串池中的垃圾回收，算法和這里所討論的垃圾回收完全是兩碼事。但是不得不說的是，字符串的胡亂拼接，往往導(dǎo)致性能急劇下降，尤其是在龐大的循環(huán)語句中，拼接字符串就是在讓程序慢性自殺。這也是很多Java程序員容易犯的毛病。
字符串既然是池，就是為了緩沖，為了有更高的命中率，因此垃圾回收的頻率也許會(huì)比JVM對(duì)象垃圾回收器要低很多。
垃圾回收器僅僅能做的是盡可能保證可用內(nèi)存的使用效率，讓可用內(nèi)存得到高效的管理。程序員可以影響垃圾回收的執(zhí)行，但不能控制。
三、通過編程影響垃圾回收
雖然程序員無法控制JVM的垃圾回收機(jī)制。但是可以通過編程的手段來影響，影響的方法是，讓對(duì)象符合垃圾回收條件。
分別說來有一下幾種：
1、將無用對(duì)象賦值為null.
2、重新為引用變量賦值。比如：
Person p = new Person("aaa");
p = new Person("bbb");
這樣，new Person("aaa")這個(gè)對(duì)象就是垃圾了——符合垃圾回收條件了。
3、讓相互聯(lián)系的對(duì)象稱為“島”對(duì)象
Person p1 = new Person("aaa");
Person p2 = new Person("bbb");
Person p3 = new Person("ccc");
p1=p2; p2=p3; p3=p1;
p1=null; p2=null; p3=null;
在沒有對(duì)p1、p2、p3置null之前，它們之間是一種三角戀關(guān)系。分別置null，三角戀關(guān)系依然存在，但是三個(gè)變量不在使用它們了。三個(gè)Person對(duì)象就組成了一個(gè)孤島，最后死在堆上——被垃圾回收掉。
4、強(qiáng)制的垃圾回收System.gc()
實(shí)際上這里的強(qiáng)制，是程序員的意愿、建議，什么時(shí)候執(zhí)行是JVM的垃圾回收器說了算。
調(diào)用垃圾回收也不一定能保證未使用的對(duì)象一定能從內(nèi)存中刪除。
唯一能保證的是，當(dāng)你內(nèi)存在極少的情況，垃圾回收器在程序拋出OutofMemaryException之前運(yùn)行一次。
總結(jié)Java垃圾回收器的方法和原理 2
Java垃圾回收器是Java虛擬機(jī)(JVM)的三個(gè)重要模塊(另外兩個(gè)是解釋器和多線程機(jī)制)之一，為應(yīng)用程序提供內(nèi)存的自動(dòng)分配(Memory Allocation)、自動(dòng)回收(Garbage Collect)功能，這兩個(gè)操作都發(fā)生在Java堆上(一段內(nèi)存快)。某一個(gè)時(shí)點(diǎn)，一個(gè)對(duì)象如果有一個(gè)以上的引用(Rreference)指向它，那么該對(duì)象就為活著的(Live)，否則死亡(Dead)，視為垃圾，可被垃圾回收器回收再利用。垃圾回收操作需要消耗CPU、線程、時(shí)間等資源，所以容易理解的是垃圾回收操作不是實(shí)時(shí)的發(fā)生(對(duì)象死亡馬上釋放)，當(dāng)內(nèi)存消耗完或者是達(dá)到某一個(gè)指標(biāo)(Threshold,使用內(nèi)存占總內(nèi)存的比列，比如0.75)時(shí)，觸發(fā)垃圾回收操作。有一個(gè)對(duì)象死亡的例外，java.lang.Thread類型的對(duì)象即使沒有引用，只要線程還在運(yùn)行，就不會(huì)被回收。
回收的機(jī)制
依據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可知，Java(包括一些其它高級(jí)語言)里面大多數(shù)對(duì)象生命周期都是短暫的，所以把Java內(nèi)存分代管理。分代的目的無非就是為不同代的內(nèi)存塊運(yùn)用不同的管理策略(算法)，從而最大化性能。相對(duì)于年老代，通常年輕代要小很多，回收的頻率高，速度快。年老代則回收頻率低，耗時(shí)長(zhǎng)。內(nèi)存在年輕代里面分配，年輕代里面的對(duì)象經(jīng)過多個(gè)回收周期依然存活的會(huì)自動(dòng)晉升到年老代。
設(shè)計(jì)選型(Design Choices)
設(shè)計(jì)選型影響JVM垃圾回收器的實(shí)現(xiàn)難度，以及JVM的性能指標(biāo)，適用于不同的場(chǎng)景。描述的是回收算法的風(fēng)格特點(diǎn)。
單線程串行回收 VS 多線程并行回收
回收操作自身是否多線程處理的問題。單線程回收的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)，碎片少，適用于單核的機(jī)器。多線程并行回收在多核機(jī)器上面可以充分的利用CPU資源，減少回收的時(shí)間，增加生產(chǎn)力，缺點(diǎn)是復(fù)雜且可能有部分碎片沒有回收。
回收時(shí)暫停應(yīng)用線程 VS 回收和應(yīng)用并發(fā)進(jìn)行
回收操作時(shí)是否暫停應(yīng)用線程的問題。暫停應(yīng)用線程的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、清理得比較干凈、清理的時(shí)間也短(CPU資源獨(dú)占)，缺點(diǎn)是暫停應(yīng)用線程之后會(huì)造成垃圾回收周期內(nèi)應(yīng)用的回應(yīng)時(shí)間拉長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性非常高的系統(tǒng)比較敏感�；厥蘸蛻�(yīng)用線程并行處理的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用反應(yīng)時(shí)間比較平穩(wěn)、缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)難度大、清理頻率高、可能有碎片。
不合并釋放的內(nèi)存片段 VS 合并釋放的內(nèi)存片段 VS 把活著的復(fù)制到新的地方
這三個(gè)選型描述的是如何管理死亡的內(nèi)存塊片段。死亡的內(nèi)存片段通常散落在堆的各個(gè)地方，如果不加以管理會(huì)有兩個(gè)問題，內(nèi)存分配的時(shí)候因查找可用的內(nèi)存而導(dǎo)致速度慢，小的碎片會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存的浪費(fèi)(比如大的數(shù)組要求大的連續(xù)內(nèi)存片段)。管理有兩種方式，把活著的內(nèi)存挪到內(nèi)存塊的某一端，記錄可用內(nèi)存的開始位置，或者干脆把活著的內(nèi)存復(fù)制到一個(gè)新的內(nèi)存區(qū)域，原來的內(nèi)存塊整個(gè)空出來。
性能指標(biāo)(Performance Metrics)
①生產(chǎn)率(Throughput)
一個(gè)較長(zhǎng)的周期(長(zhǎng)的周期才有意義)內(nèi)，非回收時(shí)間占總時(shí)間的比率。度量系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
②垃圾回收花費(fèi)(Garbage Collection overhead)
一個(gè)較長(zhǎng)的.周期內(nèi)，回收時(shí)間占總時(shí)間的比率。與生產(chǎn)率相對(duì)應(yīng)，加起來為100%。
�、蹠和r(shí)間間隔(Pause time)
Java虛擬機(jī)在回收垃圾的時(shí)候，有的算法會(huì)暫停所有應(yīng)用線程的執(zhí)行，某些系統(tǒng)可能對(duì)暫停的時(shí)間間隔比較敏感。
�、芑厥盏念l率(Frequency of collection)
平均多久會(huì)發(fā)生回收操作。
�、輧�(nèi)存占用的大小(Footprint)
如堆的大小。
�、�、實(shí)時(shí)性(Promptness)
自一個(gè)對(duì)象死亡起，經(jīng)過多久該對(duì)象所占用內(nèi)存被回收。
垃圾回收的類型
所有的回收器類型都是基于分代技術(shù)。Java HotSpot虛擬機(jī)包含三代，年輕代(Young Generation)、年老代(Old Generation)、永久代(Permanent Generation)。
�、儆谰么�
存儲(chǔ)類、方法以及它們的描述信息�？梢酝ㄟ^-XX:PermSize=64m和-XX:MaxPermSize=128m兩個(gè)可選項(xiàng)指定初始大小和最大值。通常 我們不需要調(diào)節(jié)該參數(shù)，默認(rèn)的永久代大小足夠了，不過如果加載的類非常多，不夠用了，調(diào)節(jié)最大值即可。
�、谀昀洗�
主要存儲(chǔ)年輕代中經(jīng)過多個(gè)回收周期仍然存活從而升級(jí)的對(duì)象，當(dāng)然對(duì)于一些大的內(nèi)存分配，可能也直接分配到永久代(一個(gè)極端的例子是年輕代根本就存不下)。
③年輕代
絕大多數(shù)的內(nèi)存分配回收動(dòng)作都發(fā)生在年輕代。如下圖所示, 年輕代被劃分為三個(gè)區(qū)域，原始區(qū)(Eden)和兩個(gè)小的存活區(qū)(Survivor)，兩個(gè)存活區(qū)按功能分為From和To。絕大多數(shù)的對(duì)象都在原始區(qū)分配，超過一個(gè)垃圾回收操作仍然存活的對(duì)象放到存活區(qū)。
串行回收器(Serial Collector)
單線程執(zhí)行回收操作，回收期間暫停所有應(yīng)用線程的執(zhí)行，client模式下的默認(rèn)回收器，通過-XX:+UseSerialGC命令行可選項(xiàng)強(qiáng)制指定。
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