從Java垃圾回收機制窺探內存優化（加強版）

前言

其實這篇文章幾個月以前已經發布到簡書博客裏了，可是文章發佈以後，有人反饋了一些問題，而我對於這篇文章也有刪改增補的想法，因此這篇文章會是原文的簡潔加強版

回答一個疑問

這篇文章講的是Java的JVM的垃圾回收機制，可是Android使用的虛擬機是Dalvik或者ART,那麼下面講的垃圾回收機制是否適用於Android呢？

答案是,Yes，是能夠類比的。

（增補）
文章末尾有人提出了質疑： JVM 的內存模型和 Android 虛擬機是區別的？

答案：是的，Android基於寄存器，jvm基於堆棧，本文其實避免了這樣的探討，那是由於在邏輯上它們其實沒有太大區別，Android做爲移動操做系統基於寄存器，能夠極大提升它的訪存速度，從而提升它的程序運行速度，堆棧訪存就慢些。這是最大的區別，在這裏作出說明。

其餘的問題我也在評論裏作出了迴應，有任何問題均可以在下面探討，若是本文有重大漏洞，我會卸載勘誤
一欄中，你們能夠關注一下。

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開始

做爲Android工程師，我看過不少關於Android內存泄漏的相關優化的文章，其中大部分都是告訴你該怎麼作，作哪些，列一些具體的措施。不多解釋爲何要這麼作，即便解釋，也只是一筆帶過。

今天，我就之內存回收爲突破口，向你們解釋從底層到上層，是如何配合完成內存回收的。咱們就從Java程序運行時的內存區域開始吧。

運行時內存區域，指的是當你的程序被JVM加載進來執行的時候，內存是怎麼分配的。

下面，就是Java程序運行時的內存模型

• 如上圖所示，當你的Java字節碼執行起來的時候，虛擬機就會它所管理的內存大體分紅這五個部分，把你的代碼，產生的對象等等分別扔到這五個框框裏：
  • 方法區：用於存儲類信息，常量，靜態變量，編譯後的代碼等等這些
  • 本地方法棧：用於爲本地方法的執行提供服務（能夠不瞭解）
  • 虛擬機棧：是虛擬機執行Java方法的重要內存模型。內部有一個局部變量表，這個表存儲了對象引用（這個局部變量表常被咱們成爲棧）。
  • 堆：存儲對象實例的區域（好比 A a=new A(),那麼 a這個引用就保存在上面的局部變量表中，而new A() 的這個對象就放在堆中）
  • 程序計數器：用來記錄當前線程執行的字節碼的地址，指示執行引擎執行代碼。

    執行引擎：哎呀臥槽，剛纔執行到哪一步來着？
     程序計數器：傻逼。複製代碼

其實上面那五個區域，和這篇文章關係最緊密的時堆和虛擬機棧中的局部變量表（也就是咱們常說的棧），棧中主要保存了對象的引用，堆中保存了實際的對象，所以，實際上堆佔了整個程序運行內存的大頭，所以，內存回收就發生在堆中。

當程序運行時，而後躲在暗處的那個飢渴難耐端的垃圾回收機制（GC）就立刻跳出來了。虎視眈眈的盯着堆中的對象，專門找那些「落單」的對象....

那麼，GC是怎麼知道哪一個對象「落單」了呢，答案是GC Roots引用鏈。

• 經過這個引用鏈往下搜索，全部在這些鏈條上的對象都拿到了免死金牌，而其他就是落單的，它們隨後就會被GC回收。

關於GC引用鏈不管怎麼說，都很難想象，那不要緊，我來畫一畫就行了。

• GC程序從棧頂開始一直找到棧底，尋找每一個對象引用所對應的對象實例，而後在實例中尋找是否有指向其餘對象的引用，如有，繼續找（這一部分並無畫出，可是也是重點），沒有，則回到棧中，繼續往棧底搜索。
• 固然，GC不止會在棧中尋找引用，還會在靜態存儲區（存儲靜態變量的信息存儲在方法區）中尋找引用，（由於有的堆中的對象在棧中沒有引用，它的引用在靜態存儲區，相似於 static A a =new A() ）

當那些待回收的對象被標記以後，GC就會開始回收對象釋放內存。GC的回收算法有不少種，通常虛擬機配合多種內存回收算法來實現內存的高效回收，可是這些和咱們其實關係不大，所以能夠略過。

好了，咱們終於把Java內存回收的機理講完了，那麼內存優化背後的機理也基本被咱們扒開了：

• 再也不使用對象時，將引用置空，那麼GC順着棧或者靜態存儲區中的引用就找不到堆中對應的對象，那麼這個對應的對象就會被回收。
• 儘可能不要在生命週期較長（程序執行期間可能都不會被收回）的對象實例中引用其餘的沒必要要的佔內存較大的對象實例

不少Android優化場景，基本圍繞了一個點：

• Android中Activity，context，bitmap等佔據較大的內存空間對象，在不用的時候，必定保證當前對象的直接引用和間接引用所有被置爲空。內存才能被釋放。（重點注意多線程和網絡請求這種不可控的場景）

因此Java內存優化一個最根本的準則，就是努力使你的程序適配Java的GC機制。

後記

最近下定決心要涉足新領域，所以給本身定下目標，從這一篇開始，要系統的概括本身所學的知識技術以及積攢的經驗，以文章的方式產出。內容主要以Java+Android相關爲主，以JS+React-native次之，而後是一些基於python的有意思的項目(是大學裏寫的，會從新整理)。

你們放心，個人文章會保證一向的簡單友好，至少同一個層次的知識，個人文章能比別人更加友好，我有這樣的信心。

回到這篇文章自己，其實在從新整理的時候，我已經發現最近掘金上已經有人把Android優化整理了一個系列文章，我以爲寫的很不錯，在這裏也能夠推薦給你們@anly_jun: android優化系列。

固然，若是你比較欣賞個人文章風格，歡迎關注我，我會在保證文章質量的前提下，提升寫做速度的。

共勉

勘誤

暫無

參考

《深刻理解Java虛擬機》