Java认证考试:探秘Java垃圾回收机制

发布时间:2021-12-29    来源:中国认证网    浏览量:0

       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使用的对象。GC通过确定对象是否被活动对象引用来确定是否收集该对象。GC首先要判断该对象是否是时候可以收集。两种常用的方法是引用计数和对象引用遍历。 引用计数收集器 引用计数是垃圾收集器中的早期策略。

     在这种方法中,堆中每个对象(不是引用)都有一个引用计数。当一个对象被创建时,且将该对象分配给一个变量,该变量计数设置为1。当任何其它变量被赋值为这个对象的引用时,计数加1(a = b,则b引用的对象+1),但当一个对象的某个引用超过了生命周期或者被设置为一个新值时,对象的引用计数减1。任何引用计数为0的对象可以被当作垃圾收集。当一个对象被垃圾收集时,它引用的任何对象计数减1。 优点:引用计数收集器可以很快的执行,交织在程序运行中。对程序不被长时间打断的实时环境比较有利。 缺点: 无法检测出循环引用。如父对象有一个对子对象的引用,子对象反过来引用父对象。这样,他们的引用计数永远不可能为0. 跟踪收集器 早期的JVM使用引用计数,现在大多数JVM采用对象引用遍历。对象引用遍历从一组对象开始,沿着整个对象图上的每条链接,递归确定可到达(reachable)的对象。如果某对象不能从这些根对象的一个(至少一个)到达,则将它作为垃圾收集。在对象遍历阶段,GC必须记住哪些对象可以到达,以便删除不可到达的对象,这称为标记(marking)对象。 下一步,GC要删除不可到达的对象。删除时,有些GC只是简单的扫描堆栈,删除未标记的未标记的对象,并释放它们的内存以生成新的对象,这叫做清除(sweeping)。这种方法的问题在于内存会分成好多小段,而它们不足以用于新的对象,但是组合起来却很大。因此,许多GC可以重新组织内存中的对象,并进行压缩(compact),形成可利用的空间。 为此,GC需要停止其他的活动活动。这种方法意味着所有与应用程序相关的工作停止,只有GC运行。结果,在响应期间增减了许多混杂请求。另外,更复杂的 GC不断增加或同时运行以减少或者清除应用程序的中断。有的GC使用单线程完成这项工作,有的则采用多线程以增加效率。 

      一些常用的垃圾收集器 ◆标记-清除收集器 这种收集器首先遍历对象图并标记可到达的对象,然后扫描堆栈以寻找未标记对象并释放它们的内存。这种收集器一般使用单线程工作并停止其他操作。并且,由于它只是清除了那些未标记的对象,而并没有对标记对象进行压缩,导致会产生大量内存碎片,从而浪费内存。 ◆标记-压缩收集器 有时也叫标记-清除-压缩收集器,与标记-清除收集器有相同的标记阶段。在第二阶段,则把标记对象复制到堆栈的新域中以便压缩堆栈。这种收集器也停止其他操作。 复制收集器 这种收集器将堆栈分为两个域,常称为半空间。每次仅使用一半的空间,JVM生成的新对象则放在另一半空间中。GC运行时,它把可到达对象复制到另一半空间,从而压缩了堆栈。这种方法适用于短生存期的对象,持续复制长生存期的对象则导致效率降低。并且对于指定大小堆来说,需要两倍大小的内存,因为任何时候都只使用其中的一半。

       增量收集器 增量收集器把堆栈分为多个域,每次仅从一个域收集垃圾,也可理解为把堆栈分成一小块一小块,每次仅对某一个块进行垃圾收集。这会造成较小的应用程序中断时间,使得用户一般不能觉察到垃圾收集器正在工作。 分代收集器 复制收集器的缺点是:每次收集时,所有的标记对象都要被拷贝,从而导致一些生命周期很长的对象被来回拷贝多次,消耗大量的时间。而分代收集器则可解决这个问题,分代收集器把堆栈分为两个或多个域,用以存放不同寿命的对象。JVM生成的新对象一般放在其中的某个域中。过一段时间,继续存在的对象(非短命对象)将获得使用期并转入更长寿命的域中。分代收集器对不同的域使用不同的算法以优化性能。

责任编辑:王荣国

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