Java虚拟机之GC基础

水深无声 2022-02-04 01:49 197阅读 0赞

内存的动态分配与内存回收技术已经相当成熟，为什么我们还要去了解GC和内存分配呢？

*  需要排查各种内存溢出、内存泄漏问题。
 *  GC成为系统瓶颈时，需要实施必要的监控和调节。

程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈3个区域生命周期同线程；  
栈中的栈帧随着方法的进入和退出而有条不紊地执行着出栈和入栈操作。  
每一个栈帧中分配多少内存基本上是在类结构确定下来时就已知的，方法结束或者线程结束时就跟随着回收了。

Java堆和方法区则不一样，一个接口中的多个实现类需要的内存可能不一样，一个方法中的多个分支需要的内存也可能不一样。  
我们只有在程序处于**运行期间**时才能知道会创建哪些对象，这部分内存的分配和回收都是动态的，垃圾收集器所关注的是这部分。

1.引用计数法（Reference Counting）  
引用计数器加减  
它很难解决对象之间相互循环引用的问题

2.可达性分析算法（Reachability Analysis）

**GC Roots**

*  **虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。**
 *  **方法区中类静态属性引用的对象。**
 *  **方法区中常量引用的对象。**
 *  **本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象。**

*  强引用就是指在程序代码之中普遍存在的，类似“Object obj=new Object（）”这类的引用，只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。
 *  软引用是用来描述一些还有用但并非必需的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常之前，将会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收。如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。在JDK1.2之后，提供了SoftReference类来实现软引用。
 *  弱引用也是用来描述非必需对象的，但是它的强度比软引用更弱一些，被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。在JDK 1.2之后，提供了WeakReference类来实现弱引用。
 *  虚引用也称为幽灵引用或者幻影引用，它是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来取得一个对象实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。在JDK 1.2之后，提供了PhantomReference类来实现虚引用。

对象被回收，要经历两次标记过程：  
首先GCRoot不可达，第一次标记并且进行一次筛选，判断此对象是否有必要执行finalize()方法。  
当对象没有覆盖finalize()方法，或者finalize()方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为“没有必要执行”。  
当有必要执行finalize()方法，那么这个对象将会放置在一个叫做F-Queue的队列之中，并在稍后由一个由虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer线程去执行它。  
这里所谓的“执行”是指虚拟机会触发这个方法，但并不承诺会等待它运行结束，这样做的原因是，如果一个对象在finalize（）方法中执行缓慢，或者发生了死循环（更极端的情况），将很可能会导致F-Queue队列中其他对象永久处于等待，甚至导致整个内存回收系统崩溃。

finalize()方法是对象逃脱死亡命运的最后一次机会，稍后GC将对F-Queue中的对象进行第二次小规模的标记，如果对象要在finalize()中成功拯救自己——只要重新与引用链上的任何一个对象建立关联即可，譬如把自己（this关键字）赋值给某个类变量或者对象的成员变量，那在第二次标记时它将被移除出“即将回收”的集合；如果对象这时候还没有逃脱，那基本上它就真的被回收了。

finalize()能做的所有工作，使用try-finally或者其他方式都可以做得更好、更及时，所以笔者建议大家完全可以忘掉Java语言中有这个方法的存在。