Java 中GC - 垃圾回收机制

1. 为什么需要垃圾回收


如果不进行垃圾回收,内存迟早被消耗空,因为我们在不断分配内存而没有回收,除非内存无限大,我们可以任意分配不用回收,但事实并非如此,所以,我们必须要进行垃圾回收。

2. 哪些内存需要回收


一些不再被使用的对象,比如我们在Activity、Fragment中的onDestroy()方法中把所有findViewById找到的控件置为null的这些对象,需要被回收。

3. 什么是JVM堆


3.1 JVM堆概念

JVM堆——是Java中对象的活动空间范围,代码中的类里边的对象是从 JVM堆中分配空间的,它里边存储着正在运行的应用程序中所有的对象,而这些对象的建立方式就是 new对象的那些操作,当对象不用了,是GC负责无用回收的对象

3.2 JVM堆

1>新域:存储所有新生成的对象;
2>旧域:新域中的对象,经过一定次数的GC循环后,被移入旧域;
3>永久域:存储类、方法、对象,这个类是独立的,不包含在JVM堆中,默认为4M

4. JVM垃圾回收机制


java对内存的释放采取的是 —— 垃圾自动回收机制,写代码时不用考虑 变量在不用的时候需要释放内存,JVM(即就是java虚拟机)会自动判断并收集垃圾,一般不会立即释放它们的内存空间,也可以手动调用System.gc(),表示强制立即回收垃圾,即就是释放内存,注意,系统并不会保证立即释放内存。

5. 什么是GC


GC(Garbage Collection)就是垃圾回收器,Java开发人员不能像C、C++开发人员一样使用指针来管理内存,GC是JVM对内存(其实就是对象)进行管理的方式。程序员不用担心内存管理,因为垃圾回收器会自动进行管理。GC使开发人员摆脱了繁琐的内存管理工作,提高开发效率。

6. GC的基本原理


Java内存管理,实际上就是对 对象的管理,包括对象的创建和释放。创建就是new对象,释放对象就是将其置为null,让程序不再能访问到这个对象,称该对象为 "不可达的",GC负责回收所有 "不可达的"对象的内存空间。

7. GC的目的


在堆中,找到无用的对象,并把这些对象占用的空间收回让其重新利用。
大多数垃圾回收算法思路都是一样的:把所有对象组成一个集合,或者理解为树状结构,从树根开始找,只要找到的都是活动的对象,如果找不到,就说明该对象已经不再被使用了,就可以回收了。

8. GC中回收算法


1>:标记 - 清除算法

分为两个阶段,首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象。
缺点是:标记和清除效率都不高,可能会产生很多碎片;

2>:标记 - 整理算法

标记整理与标记清除算法过程一样,但是后边不是简单的清除,而是让所有存活的对象都向一端移动,然后清除边界值以外的内存;

3>:复制算法

将可用内存按容量划分为相等的两块,每次只用其中一块,当这一块用完,就将还存活的对象复制到另一块上面,然后把原始空间全部回收。高效、简单。
缺点:将内存缩小为原来一半;

4>:分代收集算法

新生代中,每次垃圾收集时都会有大批对象死去,只有少量存活,可以用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本,就可以完成收集;
老年代中,其存活率较高、没有额外空间对它进行分配担保,就用 "标记清除或者标记整理"算法进行回收。

9.建议


1.一般都是在Activity、Fragment中的onDestroy()方法中把所有findViewById找到的对象全部置为null,在使用这种方式时,需要注意一些复杂的对象图,比如:数组、队列、树、图等,这些对象之间相互引用关系比较复杂,GC的回收效率也会比较低,如果程序允许,尽早将不用的 引用对象置为null,这样可以加速GC的运行速度;

  1. 尽量少用finalize()方法,finalize()方法是Java提供给程序员一个释放对象或者释放资源的机会,但是它会加大GC的工作量,因此尽量少用finalize()方法来回收资源;
  2. 如果需要使用 经常使用的图片,可以使用 soft(SoftReference)软引用类型,它可以尽可能的将图片保存在内存中,可供程序调用,不引起OOM;
  3. 对于数组、队列、树、图等,这些数据结构对于GC来说,回收更为复杂,注意一些全局的变量、静态的变量,这些变量可能会引起内存浪费;
  4. 当程序有一定的等待时间,可以手动执行System.gc(),通知GC运行。

9. 总结


1.JVM堆的大小决定了GC的运行时间,如果JVM堆的大小超过一定限度,那么GC的运行时间会很长;
2.对象的生存时间越长,GC需要回收的时间也越长,影响回收速度;
3.如果GC运行周期超过3-5秒,会很影响程序的运行,如果可以就需要减小JVM堆的大小;
4.通常情况JVM堆的大小应该为物理内存的80%;

  1. 应用程序中,创建与释放对象的速度决定了垃圾回收的频率;
  2. 大多数对象都是短命的,如果能让这些对象的生存周期在GC的一次运行周期内就非常好了。
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