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在Java中，它的內(nèi)存管理包括兩方面：內(nèi)存分配（創(chuàng)建Java對象的時(shí)候）和內(nèi)存回收，這兩方面工作都是由JVM自動(dòng)完成的，降低了Java程序員的學(xué)習(xí)難度，避免了像C/C++直接操作內(nèi)存的危險(xiǎn)。但是，也正因?yàn)閮?nèi)存管理完全由JVM負(fù)責(zé)，所以也使Java很多程序員不再關(guān)心內(nèi)存分配，導(dǎo)致很多程序低效，耗內(nèi)存。因此就有了Java程序員到最后應(yīng)該去了解JVM，才能寫出更高效，充分利用有限的內(nèi)存的程序。
成都創(chuàng)新互聯(lián)成立以來不斷整合自身及行業(yè)資源、不斷突破觀念以使企業(yè)策略得到完善和成熟，建立了一套“以技術(shù)為基點(diǎn)，以客戶需求中心、市場為導(dǎo)向”的快速反應(yīng)體系。對公司的主營項(xiàng)目，如中高端企業(yè)網(wǎng)站企劃 / 設(shè)計(jì)、行業(yè) / 企業(yè)門戶設(shè)計(jì)推廣、行業(yè)門戶平臺運(yùn)營、app軟件開發(fā)、成都手機(jī)網(wǎng)站制作、微信網(wǎng)站制作、軟件開發(fā)、成都二樞機(jī)房等實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，讓客戶可以直觀的預(yù)知到從成都創(chuàng)新互聯(lián)可以獲得的服務(wù)效果。
1.Java在內(nèi)存中的狀態(tài)
首先我們先寫一個(gè)代碼為例子：
Person.java
- package test;
- import java.io.Serializable;
- public class Person implements Serializable {
- static final long serialVersionUID = 1L;
- String name; // 姓名
- Person friend; //朋友
- public Person() {}
- public Person(String name) {
- super();
- this.name = name;
- }
- }
Test.java
- package test;
- public class Test{
- public static void main(String[] args) {
- Person p1 = new Person("Kevin");
- Person p2 = new Person("Rain");
- Person p3 = new Person("Sunny");
- p1.friend = p2;
- p3 = p2;
- p2 = null;
- }
- }
把上面Test.java中main方面里面的對象引用畫成一個(gè)從main方法開始的對象引用圖的話就是這樣的（頂點(diǎn)是對象和引用，有向邊是引用關(guān)系）：
當(dāng)程序運(yùn)行起來之后，把它在內(nèi)存中的狀態(tài)看成是有向圖后，可以分為三種：
1）可達(dá)狀態(tài)：在一個(gè)對象創(chuàng)建后，有一個(gè)以上的引用變量引用它。在有向圖中可以從起始頂點(diǎn)導(dǎo)航到該對象，那它就處于可達(dá)狀態(tài)。
2）可恢復(fù)狀態(tài)：如果程序中某個(gè)對象不再有任何的引用變量引用它，它將先進(jìn)入可恢復(fù)狀態(tài)，此時(shí)從有向圖的起始頂點(diǎn)不能再導(dǎo)航到該對象。在這個(gè)狀態(tài)下，系統(tǒng)的垃圾回收機(jī)制準(zhǔn)備回收該對象的所占用的內(nèi)存，在回收之前，系統(tǒng)會調(diào)用finalize()方法進(jìn)行資源清理，如果資源整理后重新讓一個(gè)以上引用變量引用該對象，則這個(gè)對象會再次變?yōu)榭蛇_(dá)狀態(tài)；否則就會進(jìn)入不可達(dá)狀態(tài)。
3）不可達(dá)狀態(tài)：當(dāng)對象的所有關(guān)聯(lián)都被切斷，且系統(tǒng)調(diào)用finalize()方法進(jìn)行資源清理后依舊沒有使該對象變?yōu)榭蛇_(dá)狀態(tài)，則這個(gè)對象將永久性失去引用并且變成不可達(dá)狀態(tài)，系統(tǒng)才會真正的去回收該對象所占用的資源。
上述三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換圖如下：
2.Java對對象的4種引用
1）強(qiáng)引用 ：創(chuàng)建一個(gè)對象并把這個(gè)對象直接賦給一個(gè)變量，eg ：Person person = new Person(“sunny”); 不管系統(tǒng)資源有么的緊張，強(qiáng)引用的對象都絕對不會被回收，即使他以后不會再用到。
2）軟引用 ：通過SoftReference類實(shí)現(xiàn)，eg : SoftReference
3）弱引用 ：通過WeakReference類實(shí)現(xiàn)，eg : WeakReference
4）虛引用 ：不能單獨(dú)使用，主要是用于追蹤對象被垃圾回收的狀態(tài)。通過PhantomReference類和引用隊(duì)列ReferenceQueue類聯(lián)合使用實(shí)現(xiàn)，eg ：
- package test;
- import java.lang.ref.PhantomReference;
- import java.lang.ref.ReferenceQueue;
- public class Test{
- public static void main(String[] args) {
- //創(chuàng)建一個(gè)對象
- Person person = new Person("Sunny");
- //創(chuàng)建一個(gè)引用隊(duì)列
- ReferenceQueue
rq = new ReferenceQueue (); - //創(chuàng)建一個(gè)虛引用，讓此虛引用引用到person對象
- PhantomReference
pr = new PhantomReference (person, rq); - //切斷person引用變量和對象的引用
- person = null;
- //試圖取出虛引用所引用的對象
- //發(fā)現(xiàn)程序并不能通過虛引用訪問被引用對象，所以此處輸出為null
- System.out.println(pr.get());
- //強(qiáng)制垃圾回收
- System.gc();
- System.runFinalization();
- //因?yàn)橐坏┨撘弥械膶ο蟊换厥蘸螅撎撘镁蜁M(jìn)入引用隊(duì)列中
- //所以用隊(duì)列中最先進(jìn)入隊(duì)列中引用與pr進(jìn)行比較，輸出true
- System.out.println(rq.poll() == pr);
- }
- }
運(yùn)行結(jié)果：
#p#
3.Java垃圾回收機(jī)制
其實(shí)Java垃圾回收主要做的是兩件事：1）內(nèi)存回收 2）碎片整理
3.1垃圾回收算法
1）串行回收（只用一個(gè)CPU）和并行回收（多個(gè)CPU才有用）：串行回收是不管系統(tǒng)有多少個(gè)CPU，始終只用一個(gè)CPU來執(zhí)行垃圾回收操作，而并行回收就是把整個(gè)回收工作拆分成多個(gè)部分，每個(gè)部分由一個(gè)CPU負(fù)責(zé)，從而讓多個(gè)CPU并行回收。并行回收的執(zhí)行效率很高，但復(fù)雜度增加，另外也有一些副作用，如內(nèi)存隨便增加。
2）并發(fā)執(zhí)行和應(yīng)用程序停止 ：應(yīng)用程序停止（Stop-the-world）顧名思義，其垃圾回收方式在執(zhí)行垃圾回收的同時(shí)會導(dǎo)致應(yīng)用程序的暫停。并發(fā)執(zhí)行的垃圾回收雖然不會導(dǎo)致應(yīng)用程序的暫停，但由于并發(fā)執(zhí)行垃圾需要解決和應(yīng)用程序的執(zhí)行沖突（應(yīng)用程序可能在垃圾回收的過程修改對象），因此并發(fā)執(zhí)行垃圾回收的系統(tǒng)開銷比Stop-the-world高，而且執(zhí)行時(shí)需要更多的堆內(nèi)存。
3）壓縮和不壓縮和復(fù)制 ：
①支持壓縮的垃圾回收器（標(biāo)記-壓縮 = 標(biāo)記清除+壓縮）會把所有的可達(dá)對象搬遷到一起，然后將之前占用的內(nèi)存全部回收，減少了內(nèi)存碎片。
②不壓縮的垃圾回收器（標(biāo)記-清除）要遍歷兩次，第一次先從跟開始訪問所有可達(dá)對象，并將他們標(biāo)記為可達(dá)狀態(tài)，第二次便利整個(gè)內(nèi)存區(qū)域，對未標(biāo)記可達(dá)狀態(tài)的對象進(jìn)行回收處理。這種回收方式不壓縮，不需要額外內(nèi)存，但要兩次遍歷，會產(chǎn)生碎片
③復(fù)制式的垃圾回收器：將堆內(nèi)存分成兩個(gè)相同空間，從根（類似于前面的有向圖起始頂點(diǎn)）開始訪問每一個(gè)關(guān)聯(lián)的可達(dá)對象，將空間A的全部可達(dá)對象復(fù)制到空間B，然后一次性回收空間A。對于該算法而言，因?yàn)橹恍柙L問所有的可達(dá)對象，將所有的可達(dá)對象復(fù)制走之后就直接回收整個(gè)空間，完全不用理會不可達(dá)對象，所以遍歷空間的成本較小，但需要巨大的復(fù)制成本和較多的內(nèi)存。
3.2堆內(nèi)存的分代回收
1）分代回收的依據(jù)：
①對象生存時(shí)間的長短：大部分對象在Young期間就被回收
②不同代采取不同的垃圾回收策略：新（生存時(shí)間短）老（生存時(shí)間長）對象之間很少存在引用
2) 堆內(nèi)存的分代：
①Young代 ：
Ⅰ回收機(jī)制 ：因?yàn)閷ο髷?shù)量少，所以采用復(fù)制回收。
Ⅱ組成區(qū)域 ：由1個(gè)Eden區(qū)和2個(gè)Survivor區(qū)構(gòu)成，同一時(shí)間的兩個(gè)Survivor區(qū)，一個(gè)用來保存對象，另一個(gè)是空的；每次進(jìn)行Young代垃圾回收的時(shí)候，就把Eden，F(xiàn)rom中的可達(dá)對象復(fù)制到To區(qū)域中，一些生存時(shí)間長的就復(fù)制到了老年代，接著清除Eden，F(xiàn)rom空間，最后原來的To空間變?yōu)镕rom空間，原來的From空間變?yōu)門o空間。
Ⅲ對象來源 ：絕大多數(shù)對象先分配到Eden區(qū)，一些大的對象會直接被分配到Old代中。
Ⅳ回收頻率 ：因?yàn)閅oung代對象大部分很快進(jìn)入不可達(dá)狀態(tài)，因此回收頻率高且回收速度快
②Old代 ：
Ⅰ回收機(jī)制 ：采用標(biāo)記壓縮算法回收。
Ⅱ?qū)ο髞碓?：1.對象大直接進(jìn)入老年代。
2.Young代中生存時(shí)間長的可達(dá)對象
Ⅲ回收頻率 ：因?yàn)楹苌賹ο髸赖簦詧?zhí)行頻率不高，而且需要較長時(shí)間來完成。
③Permanent代 ：
Ⅰ用途 ：用來裝載Class，方法等信息，默認(rèn)為64M，不會被回收
Ⅱ?qū)ο髞碓?：eg：對于像Hibernate，Spring這類喜歡AOP動(dòng)態(tài)生成類的框架，往往會生成大量的動(dòng)態(tài)代理類，因此需要更多的Permanent代內(nèi)存。所以我們經(jīng)常在調(diào)試Hibernate，Spring的時(shí)候經(jīng)常遇到j(luò)ava.lang.OutOfMemoryError:PermGen space的錯(cuò)誤，這就是Permanent代內(nèi)存耗盡所導(dǎo)致的錯(cuò)誤。
Ⅲ回收頻率 ：不會被回收
3.3常見的垃圾回收器
1）串行回收器（只使用一個(gè)CPU）：Young代采用串行復(fù)制算法；Old代使用串行標(biāo)記壓縮算法（三個(gè)階段：標(biāo)記mark—清除sweep—壓縮compact），回收期間程序會產(chǎn)生暫停，
2）并行回收器：對Young代采用的算法和串行回收器一樣，只是增加了多CPU并行處理； 對Old代的處理和串行回收器完全一樣，依舊是單線程。
3）并行壓縮回收器：對Young代處理采用與并行回收器完全一樣的算法；只是對Old代采用了不同的算法，其實(shí)就是劃分不同的區(qū)域，然后進(jìn)行標(biāo)記壓縮算法：
① 將Old代劃分成幾個(gè)固定區(qū)域；
② mark階段（多線程并行），標(biāo)記可達(dá)對象；
③ summary階段（串行執(zhí)行），從最左邊開始檢驗(yàn)知道找到某個(gè)達(dá)到數(shù)值（可達(dá)對象密度?。┑膮^(qū)域時(shí)，此區(qū)域及其右邊區(qū)域進(jìn)行壓縮回收，其左端為密集區(qū)域
④ compact階段（多線程并行），識別出需要裝填的區(qū)域，多線程并行的把數(shù)據(jù)復(fù)制到這些區(qū)域中。經(jīng)此過程后，Old代一端密集存在大量活動(dòng)對象，另一端則存在大塊空間。
4）并發(fā)標(biāo)識—清理回收（CMS）：對Young代處理采用與并行回收器完全一樣的算法；只是對Old代采用了不同的算法，但歸根待地還是標(biāo)記清理算法：
① 初始標(biāo)識（程序暫停）：標(biāo)記被直接引用的對象(一級對象)；
② 并發(fā)標(biāo)識（程序運(yùn)行）：通過一級對象尋找其他可達(dá)對象；
③ 再標(biāo)記（程序暫停）：多線程并行的重新標(biāo)記之前可能因?yàn)椴l(fā)而漏掉的對象（簡單的說就是防遺漏）
④ 并發(fā)清理（程序運(yùn)行）
4.內(nèi)存管理小技巧
1）盡量使用直接量，eg：String javaStr = “小學(xué)徒的成長歷程”;
2）使用StringBuilder和StringBuffer進(jìn)行字符串連接等操作;
3）盡早釋放無用對象;
4）盡量少使用靜態(tài)變量;
5）緩存常用的對象:可以使用開源的開源緩存實(shí)現(xiàn)，eg：OSCache，Ehcache;
6）盡量不使用finalize()方法;
7）在必要的時(shí)候可以考慮使用軟引用SoftReference。
新聞名稱：Java的內(nèi)存回收機(jī)制
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