Java详细分析梳理垃圾回收机制

Java语言的垃圾回收

1.垃圾回收机制的基本概念

问:1.什么是Java垃圾回收?

答：在Java语言的生命周期中，Java运行环境提供了一个系统的垃圾回收器线程，负责自动回收那些没有引用与之相连的对象所占用的内存。这种清楚无用对象进行内存回收的过程叫做垃圾回收。

问：2.Java垃圾回收的作用是什么？

答：垃圾回收是Java语言提供的一种自动内存回收的功能，可以让程序员减轻内存管理的负担，同时减少了很多错误的出现。

问:3.Java垃圾回收的方法是什么？

答: 在一个类的实例化对象创建时，Java虚拟机JVM会自动给该对象分配内存，调用该对象的构造方法并开始跟踪该对象。当该对象停止使用时，JVM会通过垃圾回收器回收该对象所占的内存。

问：4.那么，Java是如何知道一个对象没有用的呢？

答：因为系统中的每一个对象都有一个引用计数器，如果一个对象被引用一次，引用计数器相应的加1，减少一次引用，相应的引用计数器减1，以此类推，如果一个对象的引用计数器为0，则说明这个对象该回收了。

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实例代码段：

Student stu = new Student("张 三",18);
Student stu2=stu;
stu=null;
stu2=new Student("李四",20);

思路：

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当然除了引用计数法判断对象是否存活，还有很多的算法去判断。例如可达性算法。虽然引用计数法原理简单，判断效率高但是同样存在很多的缺陷。例如对象的循环引用时计数器无法判断等。

//循环引用示例
public class Student{
    String name;
    Student friend;
    public static void main(String[] args){
        Student s1 = new Student();
        Student s2 = new Student();
        s1.friend = s2;
        s2.friend = s1;
        s1 = null;
        s2 = null;
    }
}
//s1和s2相互引用对方，导致它们引用计数不为0,但是实际已是无用对象，但是无法被识别。

2.Java垃圾回收机制的好处

• 很好的解决了对内存的一些操作问题，包括追踪，监测，释放。
• 防止系统内存被非法释放，更加稳定安全。

3.Java垃圾回收机制的特点

只有一个变量不被任何引用类型的变量使用时，它所占用的内存才会被垃圾回收器回收。

例如：

String str1="HelloWorld!";
String str2=str1;
str1=null;
str2=new String("HelloJava");

程序运行到第三行时，"Helloworld!"对象仍然被str2引用，所以不会被垃圾回收器回收。只有当str2引用了一个新的对象时，此时该对象被当作垃圾被回收，例如以上程序运行到第四行的时候。

不能通过程序强迫垃圾回收器立即执行

在任何时候，程序员都不能通过程序强迫垃圾回收器立即执行，但是程序员可以通过调用System.gc()或者Runtime.gc()方法提示垃圾回收器对垃圾进行回收。但是这个方法只是提醒垃圾回收器对内存进行回收，并不一定会立即执行，它只是一个建议并非命令。

当垃圾回收器将要释放无用内存时，先调用对象的finalize()方法

当然，在Java语言中，垃圾的回收是由系统完成的，但是，有一些任务例如清理非内存资源，这些任务也可以通过覆盖Object类的finalize()方法来实现。

形式：

protected void finalize() throws Throwable

程序可能到运行结束都没有执行垃圾回收

如果一个程序只占用少量的内存，没有造成严重的内存需求，于是垃圾回收器没有释放这些对象的内存就退出了。即虽然程序员定义了finalize()方法，JVM不一定调用它，然后调用System.gc提供内存回收的建议也不会起作用。因此很难保证使用该方法来释放资源是安全有效的。

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代码示例：

//filename:GcTest.java
public class GcTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
			new GcTest();
			// 下面两行代码的作用完全相同，强制系统进行垃圾回收
			// System.gc();
			Runtime.getRuntime().gc();
	}
	public void finalize()
	{
		System.out.println("系统正在清理GcTest对象的资源...");
	}
}

总结

• Java的垃圾回收机制，是C++/C语言的一个重要的区别，既减轻了手动释放垃圾内存的压力，又解决了错误释放引起的安全问题！
• 作为Java开发者，一般不需要专门编写内存回收和垃圾清理代码，对内存泄露和溢出的问题，也不需要像C程序员那样严格，Java垃圾回收机制根据一定的回收策略，自动的回收内存，永不停息的保证JVM中的内存空间，防止出现内存泄露和溢出问题。