深刻理解java虛擬機學習筆記（二）垃圾回收策略

            上篇文章介紹了JVM內存模型的相關知識，其實還有些內容能夠更深刻的介紹下，好比運行時常量池的動態插入，直接內存等，後期抽空再完善下上篇博客，今天來介紹下JVM中的一些垃圾回收策略。

       1、finailize()方法              

            在介紹GC策略前，先介紹下GC中的finailize方法。當對象沒有任何引用的時候，一般這個對象會被回收掉，但若是咱們想在對象被回收前進行一些操做，好比關閉一些資源，或者讓這個對象復活，不讓他被回收怎麼辦？這時候就要用到finailize方法了。finailize方法是Object類中定義的方法，意味着任何一個對象都有這個方法。但這個方法只會調用一次，若是把這個對象復活後再次讓這個對象死亡，那第2次回收該對象的時候是不會調用finailize方法的，並且優先級比較低，並不能保證必定會被執行，所以不建議使用finalize方法。總結起來就是3個特性： ①、GC以前被調用 。②、只會被調用一次。③、不可靠，不能保證被執行，不建議使用。關於finalize使用方法，參考以下代碼：

 1 public class FinalizeTest {
 2 
 3     private static FinalizeTest test;
 4     /**
 5      * VM參數：-XX: +PrintGCDetails -Xmx=1M -Xms=1M
 6      *
 7      * @param args
 8      */
 9     public static void main(String[] args) {
10         //先對test對象賦值
11         test = new FinalizeTest();
12         int _1m = 1024 * 1024;
13         //將test置爲null，便於回收
14         test = null;
15         try {
16             System.gc();
17             //模擬睡眠5s，finalize優先級較低，保證finalize能執行
18             Thread.sleep(5000);
19         } catch (InterruptedException e) {
20             e.printStackTrace();
21         }
22         if (test != null) {
23             System.out.println("first,i am alive");
24         }else{
25             System.out.println("first,i am dead");
26         }
27         //因爲test在finalize方法裏復活了，再次將test置爲null
28         test = null;
29         try {
30             System.gc();
31             Thread.sleep(5000);//模擬睡眠5s，讓GC回收
32         } catch (InterruptedException e) {
33             e.printStackTrace();
34         }
35         if (test != null) {
36             System.out.println("second,i am alive");
37         }else{
38             System.out.println("second,i am dead");
39         }
40 
41     }
42     @Override
43     protected void finalize() throws Throwable {
44         test = this ;
45         System.out.println("finalize excuted");
46         super.finalize();   //調用父類的finailize方法
47     }
48 }

         該代碼運行結果以下：

         

         能夠看到，finalize方法執行後，test對象又被從新激活了，所以打印了first,i am alive。可是第二次GC的時候，finalize方法並未被執行，所以打印了second,i am dead。前面提到finalize是優先級低不可靠的，那若是沒有Thread.sleep(5000)，再來看下代碼和結果：

 1 public class FinalizeTest {
 2 
 3     private static FinalizeTest test;
 4     /**
 5      * VM參數：-XX: +PrintGCDetails -Xmx=1M -Xms=1M
 6      *
 7      * @param args
 8      */
 9     public static void main(String[] args) {
10         //先對test對象賦值
11         test = new FinalizeTest();
12         int _1m = 1024 * 1024;
13         //將test置爲null，便於回收
14         test = null;
15         try {
16             System.gc();
17             //模擬睡眠5s，finalize優先級較低，保證finalize能執行
18             //不執行睡眠操做，Thread.sleep(5000);
19         } catch (Exception e) {
20             e.printStackTrace();
21         }
22         if (test != null) {
23             System.out.println("first,i am alive");
24         }else{
25             System.out.println("first,i am dead");
26         }
27         //因爲test在finalize方法裏復活了，再次將test置爲null
28         test = null;
29         try {
30             System.gc();
31             //不執行睡眠操做，Thread.sleep(5000);//模擬睡眠5s，讓GC回收
32         } catch (Exception e) {
33             e.printStackTrace();
34         }
35         if (test != null) {
36             System.out.println("second,i am alive");
37         }else{
38             System.out.println("second,i am dead");
39         }
40 
41     }
42     @Override
43     protected void finalize() throws Throwable {
44         test = this ;
45         System.out.println("finalize excuted");
46         super.finalize();   //調用父類的finailize方法
47     }
48 }

        運行結果以下：  

       

       這裏能夠很清楚地看到，finalize方法的優先級是比較低的。

       關於這個例子的反思：這個例子中第一段代碼是參考《深刻理解java虛擬機》裏的代碼實現的，可是總感受有2點疑問：爲何test對象是以static修飾的成員變量方式存在？若是是static修飾，那就是存在方法區了，而方法區的GC一般效果不太好的。另外一個是以成員變量的方式存在，這樣finalize回收的時候，體現不出是對當前對象自己的回收，因此感受這個例子並非很好。

      2、引用計數法

      引用計數法是一種比較早的GC回收算法，目前通常不採用，其主要思想是：每一個對象都維持一個引用計數器，初始值爲0，當一個對象被引用的時候，該對象的引用計數器就加1，當不被引用的時候，該對象的引用計數器就減1，若是一個對象的引用計數器變爲了0，則該對象被認爲是能夠回收的。採用這種方式的優缺點都很明顯，優勢是實現簡單，效率高，缺點是可能存在循環引用，致使內存溢出。

     3、標記-清除法 

         標記-清除法按名字分爲「標記」和「清除」2個階段，其基本思想是：首先標記出全部存活的對象，標記完成後，統一清除全部被標記的對象。那怎麼判斷某個對象是能夠回收的呢？GC時，從一系列GC Roots根節點開始遍歷，遍歷時走過的路徑即稱爲引用鏈，若是一個對象和GC Roots沒有任何引用鏈相關，那麼這個對象就不可用，就會被斷定爲可回收，這種算法也叫根搜索算法。那麼哪些對象能夠成爲GC Roots對象呢？在java語言裏，能夠做爲GC Roots的對象包括下面4種： 

            虛擬機棧中的引用變量 

            方法區中的類靜態屬性引用的對象 

           方法區中的常量引用的對象 

           本地方法棧中JNI（即native方法）的引用的對象

           標記-清除法的算法示意圖以下：

 

     注：本文的GC回收算法圖片轉自一個網友的文章（點這裏），該網友的圖片內容也與原著一致，只是顏色不一樣。

     4、新生代的複製法

           複製法的基本思想是：將內存分爲大小相等的2塊，每次只使用其中一塊，GC時每次將全部存活的對象複製到另外一塊區域，而後清理該內存。

           這幾種都是方法區和棧中的引用對象。複製法的優勢是：實現簡單，回收速度快，且不會產生內存碎片。但因爲每次只使用其中一塊，致使內存利用率較低。複製算法的示意圖以下：

        

        如今的商業虛擬機都採用複製法來回收新生代，因爲新生代的對象98%以上都是朝生夕死的，因此並不須要按照1：1來分配，而是將內存分爲較大的Eden區和2塊較小的Survivor區（一般Eden和Survivor區大小的比值爲8:1:1，能夠根據SurvivorRationJVM內存參數來設置比值），每次使用Eden區和其中一塊Survivor區類分配對象，GC時，將Eden區和Survivor區中的存活對象複製到另外一塊Survivor區域，這樣一來，內存利用率就高了，並且運行速度也很快。

       5、老年代的標記-整理法

           複製法在對象存活率較高時，回收效率就變低了，而在老年代中，大部分的對象都是存活期較高的對象，所以就不適宜採用複製法進行老年代的GC。根據老年代的特色，並結合標記-清除法的思路，因而提出了標記-整理法。其主要思路是：標記過程與標記-清除法一致，只是標記完成後，不直接對未存活進行清除，而是將全部存活的對象都向一端移動，而後清理掉端邊界之外的全部內存區域。這種方法的優勢是不會產生內存碎片。標記-整理法的算法示意圖以下：