【Java学习笔记】Java的垃圾回收机制

搬以前写的博客【2014-12-30 15:07】

以前很少关注内存的问题，基本没有关注，这方面的小白，原因在于自己都是写的自我娱乐的小程序，不关注性能，不是提供服务。而企业级别的应用在程序稳健性方面的要求大大提高，因此要考虑更多的问题。对于大公司来说，为了应对各种情况，服务器资源肯定充足，但是由于应用很多，那么我们要尽可能的节省资源，对于Java程序，内存资源相当宝贵，那么理解java里面怎么做垃圾回收，是很重要的。

我阅读的参考主要是两个内容[1,2]，但还没有做具体的实践，也没有切身体会，只能纸上谈兵了。

那么首先要介绍Java里面的内存分配，Java的内存是交由JVM来管理的，大致分为：栈 和 堆 两个部分。

栈，以前在数据结构里学到，是一种先入后出（FILO）的结构，栈里的每一个元素称为一个帧，在Java中，每有一个新的方法被调用，就会在栈里面开辟一段新的空间，里面保存该方法的参数，局部变量、返回地址，引用次数等等。我们知道，参数和局部变量的类型只能是 基本类型 或者 对象的引用。那么栈有一个优点就是，当被调用方法结束时，栈里面的相应帧被删除，这样，方法的参数局部变量也随之清空。

另外一片区域是 堆。堆里面存的是什么？对，是对象，因为对象的大小是动态分配的，栈不能提供这功能，而堆可以。但问题也随之而来，如果一个方法结束时，对象的引用是清空了，但堆里面的对象本身内容不会被清空，只会越积越多，最后程序运行到一定时候，堆内内存溢出。因此，就需要管理堆里面的内存，而Java已经提供了垃圾回收的机制。

什么是垃圾？要回收什么？刚才就看得到，我们要回收的就是那些已经没有引用的对象，这些对象称为 不可达到。很直白，一个对象如果没有应用了，那么他就没有意义了。那么一个很简单的想法，我们为每一个对象保留一个引用计数器，如果计数器为0的时候，就回收该对象内存。这种想法思路正确，但是有两个问题，首先是效率问题，如果一旦有对象没有引用，就立刻回收该对象，那么时间效率会低。 其次如果两个对象相互应用，那么实际上他们是不可达到的，但是不会被回收。

先讨论第二个问题，我们定义 根可达，也就是如果能从栈里的对象引用出发，达到某个对象，那么称它为根可达，我们回收那些不是根可达的对象。

再就是第一个问题，Java的回收机制实际上是混合多种方法的。我们实际写程序时，会发现一个特点，对象回收时，大部分都是新构造不久的对象，那么我们根据这个特点，设计了分代回收机制。将堆内存划分为 年轻代，成熟代，永久代。分代回收机制在不同的区域使用不同的回收策略。

年轻代存放的是新构造不久的对象，采用 copy and sweep。它又分为3个区，伊甸园，from区，to区。伊甸园指的是自从上一次GC之后新构造的对象存放的区域。from区是上一次GC保留下来存活时间不长的对象。to区空白。当伊甸园内存满时，触发一次GC。此时会将from区，伊甸园区中根可达的对象复制到 to区（如果某些对象世间存活很长，会复制到成熟代），并且清空原来的伊甸园，from区。如果 to 区 满了，同样会把一部分复制到成熟代。此时原来的from区变为to区，原来的to区变为from区，交换角色。

成熟代采用的则是 mark and sweep，当成熟代满时，会扫描一次内存，并将根不可达的那些标记下来，并清除。

copy and sweep，mark and sweep的区别在于，一次清除后，前者内存连续，后者不连续。

而永久代则不会用垃圾回收。

至此，大概讲述了java的垃圾回收机制，实际上java的内存远不止堆和栈，但是涉及到垃圾回收的部分大概就是这些。以后再慢慢理解补充。

1. http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/04/28/3048353.html

2. http://blog.csdn.net/turkeyzhou/article/category/751216