我们在一开始的时候就说过,JAVA的垃圾回收是JAVA语言的重要功能之一,当程序创建对象,数组等引用类型实体时,系统都会在堆内存中为之分配一块内存区,对象就保存在这块内存区中,当这块内存不再被任何引用变量引用时,这块内存就变成垃圾,等待垃圾回收机制进行回收。
》垃圾回收机制只负责回收堆内存中的对象,不会回收任何物理资源(例如数据库连接,网络IO等资源)
》程序无法精确控制垃圾回收的运行,垃圾回收会在合适时候进行。当对象永久地失去引用后,系统就会在合适时候回收它所占用的内存
》垃圾回收机制回收任何对象之前,总会先调用它的finalize方法,该方法可能使该对象重新复活(让一个引用变量重新引用该对象),从而导致垃圾回收机制取消回收。
对象在内存中的状态
当一个对象在堆内存中运行时,根据它被引用变量所引用的状态,可以分为三种:
》激活状态:
》去活状态:
》死亡状态:
大家看个图就容易理解了:
下面代码简单地创建了两个字符串对象,并创建了一个引用变量依次指向两个对象。
public class StatusTranfer
{
public static void test()
{
String a = new String("世界您好"); //1
a = new String("您好世界"); //2
}
public static void main(String[] args)
{
test(); //3
}
}
当程序执行test方法中的1代码时,代码定义了一个a变量,并让该变量指向“世界您好”字符串,该代码执行结束后,“世界您好”
字符串对象处于激活状态。
当程序执行了test方法的2代码后,代码再次定义了“您好世界”字符串对象,并让a变量指向该对象,此时,“世界您好”字符串对象处于去活状态,而“您好世界”字符串对象处于激活状态。
一个对象可以被一个方法局部变量所引用,也可以被其他类的类属性所引用,或被其他对象的实例属性引用,当某个对象被其了类的类属性引用时,只有该类被销毁后,该对象才会进入去活状态:当某个对象被其他对象的实例属性引用时,只有当该对象被销毁后,该对象才会进入去活状态。
强制垃圾回收
程序只能控制一个对象何时不再被任何引用变量引用,绝不能控制它何时被回收。
强制系统垃圾回收有如下两个方法:
》调用System类的gc()静态方法:System.gc()
》调用Runtime对象的gc()实例方法:Runtime.getRuntime().gc()
下面代码创建了4个匿名对象,每个对象创建之后立即进入去活状态,等待系统回收,但直到程序退出,系统依然不会回收该资源
public class GcTest
{
public static void main(String[] args)
{
for(int i = 0; i<4;i++)
{
new TestGc();
//如果增加下面代码就不一样了
//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TestGc对象的资源");
}
}
运行命令:java -verbose:gc GcTest
看编译结果:
编译的结果显示了程序强制垃圾回收的效果,但这种强制仅仅只是建议系统立即垃圾回收,系统完全有可能并不立即进行垃圾回收,但垃圾回收机制也不会对程序的建议完全置之不理:垃圾回收机制会在收到通知后,尽快进行垃圾回收。
finalize 方法
当垃圾回收机制回收某个对象所占用的内存这前,通常要求程序调用适当的方法来清理资源,在没有明确指定资源清理的情况下,JAVA提供了默认机制来清理该对象的资源,这个方法不是finalize。
该方法是定义在Object类的实例方法。
protected void finalize() throws Thrwable
当finalize()方法返回后,对象消失,垃圾回收机制开始执行。后面的那句为抛出任何类型的异常。
finalize方法有如下四个特点:
》永远不要主动调用某个对象的finlize方法,该方法应交给垃圾回收机制来调用。
》finalize方法何时被调用,是否被调用具有不确定性,不要把finalize方法当成一定会被执行的方法
》当JVM执行去活对象的finalize方法时,可能使该对象或系统中其他对象重新变成激活状态。
》当JVM执行finalize方法时出现了异常,垃圾回收机制不会报告异常,程序继续执行。
下面代码表示了finalize方法里把自身复活,并可通过该程序看出垃圾回收的不确定性。
public class TestFinalize
{
private static TestFinalize tf = null;
public void info()
{
System.out.println("测试资源清理的finalize方法");
}
public static void main (String[] args) throws Exception
{
//创建TestFinalize对象立即进入去活状态
new TestFinalize()
//通知系统进行资源回
System.gc(); //1
//让程序暂停2秒
Thread.sleep(2000); //2
tf.info();
}
public void finalize()
{
//让tf引用到试图回收的去活对象,即去活对象重新变成激活
tf = this;
}
}
编译结果:
JAVA对象的软,弱和虚引用
对大部分对象而言,程序里会有一个引用变量引用该对象,这种引用方式是最常见的引用方式。
除此之外,java.lang.ref包下提供了三个类:SoftReference,PhantomReference,WeakReference.分别是软引用,虚引用和弱引用。
强引用是我们最常见的引用方式。
public class ReferenceTest
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建一个字符串对象
String str = new String ("世界您好");
//创建一个弱引用,让此弱引用引用到“世界您好”
WeakReference wr = new WeakReference(str); //1
//切断str引用和“世界您好”字符串之间的引用
str = null; //2
//取出弱引用所引用的对象
System.out.println(wr.get()); //3
//强制垃圾回收
System.gc();
System.runFinalization();
//再次取出弱引用所引用的对象
System.out.println(wr.get()) //4
}
}
编译结果:
上面代码先创建了一个“世界您好”字符串对象,并让str引用变量引用它,执行1行时,系统创建了一个弱引用对象,并让该对象和str引用同一个对象,。当程序执行到2行时,程序切断了str和“世界您好”字符串对象之音的引用关系。
图中我们看出,此时“世界您好”字符串只有一个弱引用对象引用它。此时程序依然可以通过这个弱引用对象来访问字符串常量。程序3行依然可以输出“世界您好”。
接下来程序强制垃圾回收,如果系统垃圾回收机制启动,只有弱引用的对象 就会被清理掉,当程序执行4行代码时,通常就会看到输出null,这表明该对象已经被清理了。
下面为虚引用
public class PhantomReferenceTest
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建一个字符串对象
String str = new String("世界您好");
//创建一个引用队列
ReferenceQueue rq = new ReferenceQueue();
//创建一个虚引用,让此虚引用到“世界您好”字符串
PhantomReference pr = new PhantomReference(str ,rq);
//切断str引用和“世界您好”字符串之间的引用
str = null;
//取出虚引用所引用的对象,并不能通过虚引用访问被引用的对象,所以此处输出null
System.out.println(pr.get());
//强制垃圾回收
System.gc();
//Runtime.getRuntime.gc();
System.runFinalization();
//取出引用队列中最先进入队列中的引用与pr进行比较
System.out.println(rq.poll() == pr);
}
}
我们要记住:要使用这些特殊的引用类,就不能保留对对象的强引用。如果保留了对对象的强引用,那么就会浪费这些类所提供的任何好处。
JAVA修饰符的适用范围
到目前为止,我们已经学习了JAVA中大部分的修饰符,如访问控制符,static final。等。
我们看图就容易理解了:
这里有abstract 和final 不能同时使用,abstract 和static 不能同时使用,abstract 和private 不能同时使用。
在Java中,通常通讯类型的服务器对GC(Garbage Collection)比较敏感。通常通讯服务器每秒需要处理大量进出的数据包,需要解析,分解成不同的业务逻辑对象并做相关的业务处理,这样会导致大量的临时对象被创建和回收。同时服务器如果需要同时保存用户状态的话,又会产生很多永久的对象,比如用户session。业务越复杂的应用往往用户session包含的引用对象就越多。这样在极端情况下会发生两件事情,long gc pause time 或 out of memory。
一,要解决long pause time首先要了解JVM中heap的结构
- Java Heap为什么要分成几个不同的代(generation)? 由于80%-98%的对象的生存周期很短,大部分新对象存放在young generation可以很高效的回收,避免遍历所有对象。
- young与old中内存分配的算法完全不同。young generation中由于存活的很少,要mark, sweep 然后再 compact 剩余的对象比较耗时,干脆把 live object copy 到另外一个空间更高效。old generation完全相反,里面的 live object 变化较少。因此采用 mark-sweep-compact更合适。
二,Java中四种垃圾回收算法
Java中有四种不同的回收算法,对应的启动参数为
–XX:+UseSerialGC
–XX:+UseParallelGC
–XX:+UseParallelOldGC
–XX:+UseConcMarkSweepGC
1. Serial Collector
大部分平台或者强制 java -client 默认会使用这种。
young generation算法 = serial
old generation算法 = serial (mark-sweep-compact)
这种方法的缺点很明显,stop-the-world, 速度慢。服务器应用不推荐使用。
2. Parallel Collector
在linux x64上默认是这种,其他平台要加 java -server 参数才会默认选用这种。
young = parallel,多个thread同时copy
old = mark-sweep-compact = 1
优点:新生代回收更快。因为系统大部分时间做的gc都是新生代的,这样提高了throughput(cpu用于非gc时间)
缺点:当运行在8G/16G server上old generation live object太多时候pause time过长
3. Parallel Compact Collector (ParallelOld)
young = parallel = 2
old = parallel,分成多个独立的单元,如果单元中live object少则回收,多则跳过
优点:old old generation上性能较 parallel 方式有提高
缺点:大部分server系统old generation内存占用会达到60%-80%, 没有那么多理想的单元live object很少方便迅速回收,同时compact方面开销比起parallel并没明显减少。
4. Concurent Mark-Sweep(CMS) Collector
young generation = parallel collector = 2
old = cms
同时不做 compact 操作。
优点:pause time会降低, pause敏感但CPU有空闲的场景需要建议使用策略4.
缺点:cpu占用过多,cpu密集型服务器不适合。另外碎片太多,每个object的存储都要通过链表连续跳n个地方,空间浪费问题也会增大。
几条经验:
1. java -server
2. 设置Xms=Xmx=3/4物理内存
3. 如果是CPU密集型服务器,使用–XX:+UseParallelOldGC, 否则–XX:+UseConcMarkSweepGC
4. 新生代,Parallel/ParallelOld可设大于Xmx1/4,CMS可设小,小于Xmx1/4
5. 优化程序,特别是每个用户的session中的集合类等。我们的一个模块中session中曾经为每个用户使用了一个ConcurrentHashMap, 里面通常只有几条记录,后来改成数组之后,每台机大概节约了1~2G内存。
不过总的说来,Java的GC算法感觉是业界最成熟的,目前很多其他语言或者框架也都支持GC了,但大多数都是只达到Java Serial gc这种层面,甚至分generation都未考虑。JDK7里面针对CMS又进行了一种改进,会采用一种G1(Garbage-First Garbage Collection)的算法。实际上Garbage-First paper(PDF) 2004年已经出来了,相信到JDK7已经可以用于严格生产环境,有时间也会进一步介绍一下G1。
另外在今年的Sun Tech Days上Joey Shen讲的Improving Java Performance(PDF)也是一个很好的Java GC调优的入门教程。
相关推荐
详细的java垃圾回收机制的讲解以及java jvm对垃圾处理的应对策略。
Java内存与垃圾回收调优,Java内存与垃圾回收的调优是一个重要的主题,特别是在高性能和大规模的应用程序中。以下是一些关键的调优建议和步骤: 理解内存结构: Java堆是主要的内存区域,用于存储对象实例。 堆内存...
垃圾收集GC(Garbage Collection)是Java语言的核心技术之一,之前我们曾专门探讨过Java 7新增的垃圾回收器G1的新特性,但在JVM的内部运行机制上看,Java的垃圾回收原理与机制并未改变。垃圾收集的目的在于清除不再...
在Java面试中,垃圾回收(Garbage Collection)是一个非常重要的话题。下面是一份面试分析,以及垃圾回收在面试中的占比和重要性。...Java中的垃圾回收器是如何判断对象是否可达的? 哪些情况下会导致内存泄漏?
Java垃圾回收机制详解和调优.doc Java垃圾回收机制详解和调优.doc Java垃圾回收机制详解和调优.doc Java垃圾回收机制详解和调优.doc Java垃圾回收机制详解和调优.doc Java垃圾回收机制详解和调优.doc Java垃圾回收...
Java对象的清除与垃圾回收.pdf
讲述了java对象创建的详细过程,涉及到内存中是如何存储的,以及垃圾回收方式
垃圾回收 对象是使用new创建的, 但是并没有与之相对应的delete操作来回收对象占用的内存. 当我们完成对某个 对象的使用时, 只需停止该对象的引用: ->将引用改变为指向其他对象 ->将引用指向null ->从方法中返回, ...
垃圾收集GC(Garbage Collection)是Java语言的核心技术之一,之前我们曾专门探讨过Java 7新增的垃圾回收器G1的新特性,但在JVM的内部运行机制上看,Java的垃圾回收原理与机制并未改变。垃圾收集的目的在于清除不再...
该资源通过图像及文字详细分析回答了JVM垃圾回收机制的三个重要面试问题: 1.哪些垃圾是需要回收的? 判断对象是否需要回收有两种算法。一种是引用计数算法、一种是可达性分析算法。 2.有哪些重要的垃圾回收算法? ...
哪些内存需要回收是垃圾回收机制第一个要考虑的问题,所谓“要回收的垃圾”无非就是那些不可能再被任何途径使用的对象。
垃圾回收机制的引入可以有效的防止内存泄露、保证内存的有效使用,也大大解放了Java程序员的双手,使得他们在编写程序的时候不再需要考虑内存管理。本文主要对java垃圾回收机制以及jvm参数等方面做个综述,也算是...
为了解决java3D搭建的三维场景需要占用大量内存空间、容易导致内存溢出的问题,通过分析修改场景后需对场景中不再使用的java3D对象进行垃圾回收、但java垃圾回收机制无法直接作用于java3D对象这一现象,在具体应用中...
圾回收(Garbage Collection)是Java虚拟机(JVM)垃圾回收器提供的一种用于在空闲时间不定时回收无任何对象引用的对象占据的内存空间的一种机制。该思维导图完整的描述了垃圾回收的各个关键点
这些方法包括但不局限于以下几点:并发标记清除(Concurrent Mark Sweep,CMS)和G1垃圾回收器的CPU和内存开销,避免长期存活对象引起的持续GC周期,优化GC线程任务分配使性能提升,以及GC停顿时间可预测所需的OS设置。
本书主要总结了JAVA垃圾回收;垃圾回收针对的区域:Java堆和方法区(主要还是堆), 垃圾收集器:主要处理的问题---- 1)哪些对象需要回收? 2)何时回收这些对象? 3)如何回收这些对象?
在系统运行过程中会产生一些无用的对象,这些对象一直占用内存,不清理这些无用的对象可能会导致内存耗尽,所有垃圾回收机制的是内存. 垃圾收集的原理和概念 对于对象实例收集.主要有两种基本算法,引用计数算法,可达性...
主要介绍了Java 详解垃圾回收与对象生命周期的相关资料,这里对堆内存与栈内存进行详解及JVM 的生命周期介绍,需要的朋友可以参考下
Java是一种高性能、跨平台的面向...自动内存管理(垃圾回收): Java具有自动内存管理机制,通过垃圾回收器自动回收不再使用的对象,使得开发者不需要手动管理内存,减轻了程序员的负担,同时也减少了内存泄漏的风险。