JAVA垃圾回收的工作原理是什么？

Java虚拟机采取了一种自适应的垃圾回收技术。

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停止-复制：先暂停程序(它不属于后台回收模式)，然后将所有存活的对象从当前的堆中复制到另一个堆中，没有复制的对象就是垃圾，而被复制到新堆中的对象会紧凑的排列。

标记-清扫：遍历所有引用，进而找出多有存活的对象。当没找到一个存活的对象，就会给对象标记，这个过程中不会清理任何对象。只有全部标记完成之后，才会清理垃圾。

在Java虚拟机运行过程中，如果所有对象稳定，垃圾回收器效率降低的话，就会切换到"标记-清扫"；同意，Java虚拟机会跟踪"标记-清扫"效果，要是堆空间出现很多碎片，就会切换到”停止-复制“;

java中垃圾回收机制的原理

java中垃圾回收机制的原理

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对高性能JAVA代码之内存管理

更甚者你写的代码，GC根本就回收不了，直接系统挂掉。GC是一段程序，不是智能，他只回收他认为的垃圾，而不是回收你认为的垃圾。

GC垃圾回收：

Grabage Collection相信学过JAVA的人都知道这个是什么意思。但是他是如何工作的呢？

首先，JVM在管理内存的时候对于变量的管理总是分新对象和老对象。新对象也就是开发者new出来的对象，但是由于生命周期短，那么他占用的内存并不是马上释放，而是被标记为老对象，这个时候该对象还是要存在一段时间。然后由JVM决定他是否是垃圾对象，并进行回收。

所以我们可以知道，垃圾内存并不是用完了马上就被释放，所以就会产生内存释放不及时的现象，从而降低了内存的使用。而当程序浩大的时候。这种现象更为明显，并且GC的工作也是需要消耗资源的。所以，也就会产生内存浪费。

JVM中的对象生命周期里谈内存回收：

对象的生命周期一般分为7个阶段：创建阶段，应用阶段，不可视阶段，不可到达阶段，可收集阶段，终结阶段，释放阶段。

创建阶段：首先大家看一下，如下两段代码：

test1：

for（ int i=0; i《10000; i++）

Object obj=new Object（）;

test2：

Object obj=null;

for（ int i=0; i《10000; i++）

obj=new Object（）;

这两段代码都是相同的功能，但是显然test2的性能要比test1性能要好，内存使用率要高，这是为什么呢？原因很简单，test1每次执行for循环都要创建一个Object的临时对象，但是这些临时对象由于JVM的GC不能马上销毁，所以他们还要存在很长时间，而test2则只是在内存中保存一份对象的引用，而不必创建大量新临时变量，从而降低了内存的使用。

另外不要对同一个对象初始化多次。例如：

public class A{

private Hashtable table = new Hashtable（）;

public A（）{ table = new Hashtable（）;

// 这里应该去掉，因为table已经被初始化。

}

这样就new了两个Hashtable，但是却只使用了一个。另外一个则没有被引用。而被忽略掉。浪费了内存。并且由于进行了两次new操作。也影响了代码的执行速度。

应用阶段：即该对象至少有一个引用在维护他。

不可视阶段：即超出该变量的作用域。这里有一个很好的做法，因为JVM在GC的时候并不是马上进行回收，而是要判断对象是否被其他引用在维护。所以，这个时候如果我们在使用完一个对象以后对其obj=null或者obj.doSomething（）操作，将其标记为空，可以帮助JVM及时发现这个垃圾对象。

不可到达阶段：就是在JVM中找不到对该对象的直接或者间接的引用。

可收集阶段，终结阶段，释放阶段：此为回收器发现该对象不可到达，finalize方法已经被执行，或者对象空间已被重用的时候。

JAVA的析构方法：

可能不会有人相信，JAVA有析构函数？ 是的，有。因为JAVA所有类都继承至Object类，而finalize就是Object类的一个方法，这个方法在JAVA中就是类似于C++析构函数。一般来说可以通过重载finalize方法的形式才释放类中对象。如：

public class A{

public Object a;

public A（）{ a = new Object ;}

protected void finalize（） throws java.lang.Throwable{

a = null; // 标记为空，释放对象

super.finalize（）; // 递归调用超类中的finalize方法。

}

}

当然，什么时候该方法被调用是由JVM来决定的。..。..。..。..。..。..。..。.

一般来说，我们需要创建一个destory的方法来显式的调用该方法。然后在finalize也对该方法进行调用，实现双保险的做法。

由于对象的创建是递归式的，也就是先调用超级类的构造，然后依次向下递归调用构造函数，所以应该避免在类的构造函数中初始化变量，这样可以避免不必要的创建对象造成不必要的内存消耗。当然这里也就看出来接口的优势。

数组的创建：

由于数组需要给定一个长度，所以在不确定数据数量的时候经常会创建过大，或过小的数组的现象。造成不必要的内存浪费，所以可以通过软引用的方式来告诉JVM及时回收该内存。（软引用，具体查资料）。

例如：

Object obj = new char［10000000000000000］;

SoftReference ref = new SoftReference（obj）;

共享静态存储空间：

我们都知道静态变量在程序运行期间其内存是共享的，因此有时候为了节约内存工件，将一些变量声明为静态变量确实可以起到节约内存空间的作用。但是由于静态变量生命周期很长，不易被系统回收，所以使用静态变量要合理，不能盲目的使用。以免适得其反。

因此建议在下面情况下使用：

1，变量所包含的对象体积较大，占用内存过多。

2，变量所包含对象生命周期较长。

3，变量所包含数据稳定。

4，该类的对象实例有对该变量所包含的对象的共享需求。（也就是说是否需要作为全局变量）。

对象重用与GC：

有的时候，如数据库操作对象，一般情况下我们都需要在各个不同模块间使用，所以这样的对象需要进行重用以提高性能。也有效的避免了反复创建对象引起的性能下降。

一般来说对象池是一个不错的注意。如下：

public abstarct class ObjectPool{

private Hashtable locked，unlocked;

private long expirationTime;

abstract Object create（）;

abstract void expire（ Object o）;

abstract void validate（ Object o）;

synchronized Object getObject（）{。..};

synchronized void freeObject（Object o）{。..};

这样我们就完成了一个对象池，我们可以将通过对应的方法来存取删除所需对象。来维护这快内存提高内存重用。

当然也可以通过调用System.gc（）强制系统进行垃圾回收操作。当然这样的代价是需要消耗一些cpu资源。

不要提前创建对象：

尽量在需要的时候创建对象，重复的分配，构造对象可能会因为垃圾回收做额外的工作降低性能。

JVM内存参数调优：

强制内存回收对于系统自动的内存回收机制会产生负面影响，会加大系统自动回收的处理时间，所以应该尽量避免显式使用System.gc（），

JVM的设置可以提高系统的性能。例如：

java -XX:NewSize=128m -XX:MaxNewSize=128m -XX:SurvivorRatio=8 -Xms512m -Xmx512m

具体可以查看java帮助文档。我们主要介绍程序设计方面的性能提高。

JAVA程序设计中有关内存管理的其他经验：

根据JVM内存管理的工作原理，可以通过一些技巧和方式让JVM做GC处理时更加有效。，从而提高内存使用和缩短GC的执行时间。

1，尽早释放无用对象的引用。即在不使用对象的引用后设置为空，可以加速GC的工作。（当然如果是返回值。..。.）

2，尽量少用finalize函数，此函数是JAVA给程序员提供的一个释放对象或资源的机会，但是却会加大GC工作量。

3，如果需要使用到图片，可以使用soft应用类型，它可以尽可能将图片读入内存而不引起OutOfMemory.

4，注意集合数据类型的数据结构，往往数据结构越复杂，GC工作量更大，处理更复杂。

5，尽量避免在默认构造器（构造函数）中创建，初始化大量的对象。

6，尽量避免强制系统做垃圾回收。会增加系统做垃圾回收的最终时间降低性能。

7，尽量避免显式申请数组，如果不得不申请数组的话，要尽量准确估算数组大小。

8，如果在做远程方法调用。要尽量减少传递的对象大小。或者使用瞬间值避免不必要数据的传递。

9，尽量在合适的情况下使用对象池来提高系统性能减少内存开销，当然，对象池不能过于庞大，会适得其反.

深入探索Java工作原理：JVM，内存回收及其他

Java语言引入了Java虚拟机 具有跨平台运行的功能 能够很好地适应各种Web应用 同时 为了提高Java语言的性能和健壮性 还引入了如垃圾回收机制等新功能 通过这些改进让Java具有其独特的工作原理

．Java虚拟机

Java虚拟机（Java Virtual Machine JVM）是软件模拟的计算机 它可以在任何处理器上（无论是在计算机中还是在其他电子设备中）安全兼容地执行保存在 class文件中的字节码 Java虚拟机的 机器码 保存在 class文件中 有时也可以称之为字节码文件

Java程序的跨平台特性主要是指字节码文件可以在任何具有Java虚拟机的计算机或者电子设备上运行 Java虚拟机中的Java解释器负责将字节码文件解释成为特定的机器码进行运行 因此在运行时 Java源程序需要通过编译器编译成为 class文件

Java虚拟机的建立需要针对不同的软硬件平台来实现 既要考虑处理器的型号 也要考虑操作系统的种类 由此在SPARC结构 X 结构 MIPS和PPC等嵌入式处理芯片上 在UNIX Linux Windows和部分实时操作系统上都可实现Java虚拟机

．无用内存自动回收机制

在程序的执行过程中 部分内存在使用过后就处于废弃状态 如果不及时进行回收 很有可能会导致内存泄漏 进而引发系统崩溃 在C++语言中是由程序员进行内存回收的 程序员需要在编写程序时把不再使用的对象内存释放掉 这种人为管理内存释放的方法往往由于程序员的疏忽而致使内存无法回收 同时也增加了程序员的工作量 而在Java运行环境中 始终存在着一个系统级的线程 专门跟踪内存的使用情况 定期检测出不再使用的内存 并自动进行回收 避免了内存的泄露 也减轻了程序员的工作量

．代码安全性检查机制

安全和方便总是相对矛盾的 Java编程语言的出现使得客户端计算机可以方便地从网络上上传或下载Java程序到本地计算机上运行 但是如何保证该Java程序不携带病毒或者没有其他危险目的呢？为了确保Java程序执行的安全性 Java语言通过Applet程序来控制非法程序的安全性 也就是有了它才确保Java语言的生存

Java字节码的执行需要经过以下 个步骤

（ ）由类装载器（class loader）负责把类文件（ class文件）加载到Java虚拟机中 在此过程需要检验该类文件是否符合类文件规范

（ ）字节码校验器（bytecode verifier）检查该类文件的代码中是否存在着某些非法操作 例如Applet程序中写本地计算机文件系统的操作

（ ）如果字节码校验器检验通过 由Java解释器负责把该类文件解释成为机器码进行执行

注意

Java虚拟机采用 沙箱 运行模式 即把Java程序的代码和数据都限制在一定内存空间里执行 不允许程序访问该内存空间以外的内存 如果是Applet程序 还不允许访问客户端机器的文件系统

Java的运行环境

无论哪种语言都需要有它特定的运行环境 也就是平台 Java语言同样不例外 但是如何理解Java程序与硬件环境无关呢？

几乎所有的语言都需要通过编译或者解释才可以被计算机执行 但是Java有一点不同 它同时需要这两个过程 其实 也正是因为这个原因才使Java这种语言具有了平台无关性 当完成一个Java源程序后 首先 通过Java翻译程序将它编译成一种叫做字节码的中间代码 然后再由Java平台的解释器将它转换成为机器语言来执行 这一平台的核心就是JVM

Java的编译过程与其他的语言不同 像C++这样的语言 在编译时它是与计算机的硬件平台信息密不可分的 编译程序通过查表将所有指令的操作数和操作码等转换成内存的偏移量 即程序运行时的内存分配方式 目的是保证程序正常运行 而Java却是将指令转换成为一种 class的文件 这种文件不包含硬件的信息 需要执行时只要经过安装有JVM的机器进行解释 创建内存分配后再通过查表来确定一条指令所在的地址 这样就有效地保证了Java的可移植性和安全性

Java平台具有这样的特性和它的结构有关 通常一个程序运行的平台是一个硬件或者软件运行的环境 目前比较流行的是Windows XP Linux Solaris和MacOS Java的平台不太一样 它由两个部分组成 即JVM和应用程序设计接口

．JVM

JVM是Java平台的核心 为了让编译产生的字节码能更好地解释与执行 因此把JVM分成了 个部分 JVM解释器 指令系统 寄存器 栈 存储区和碎片回收区

◆JVM解释器 即这个虚拟机处理字段码的CPU

◆JVM指令系统 该系统与计算机很相似 一条指令由操作码和操作数两部分组成 操作码为 位二进制数 主要是为了说明一条指令的功能 操作数可以根据需要而定 JVM有多达 种不同的操作指令

◆寄存器 JVM有自己的虚拟寄存器 这样就可以快速地与JVM的解释器进行数据交换 为了功能的需要 JVM设置了 个常用的 位寄存器 pc（程序计数器） optop（操作数栈顶指针） frame（当前执行环境指针）和vars（指向当前执行环境中第一个局部变量的指针）

◆JVM栈 指令执行时数据和信息存储的场所和控制中心 它提供给JVM解释器运算所需要的信息

◆存储区 JVM存储区用于存储编译过后的字节码等信息

◆碎片回收区 JVM碎片回收是指将使用过的Java类的具体实例从内存进行回收 这就使得开发人员免去了自己编程控制内存的麻烦和危险 随着JVM的不断升级 其碎片回收的技术和算法也更加合理 JVM 版后产生了一种叫分代收集技术 简单来说就是利用对象在程序中生存的时间划分成代 以此为标准进行碎片回收

．Java应用程序设计接口

Java Application Programming Interface简称Java API 其中文名为Java应用程序设计接口 它是一个软件集合 其中有许多开发时所需要的控件 可以用它来辅助开发

lishixinzhi/Article/program/Java/hx/201311/26733

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