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自学JAVA知识点总结 - 初级

编程语言 JAVA

面向对象 - Java机制与优化

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垃圾回收机制(Garbage Collection)

        垃圾回收过程:垃圾回收机制保证可以将“无用的对象”进行回收,无用的对象指的就是没有任何变量引用该对象,Java的垃圾回收器通过相关算法发现无用对象,并进行清除和整理。

        垃圾回收相关算法

                • 引用计数法:堆中每个对象都有一个引用计数,被引用一次,计数加1。被引用变量值变为null,则计数减1,直到计数为0,则表示变成无用对象。优点是算法简单,缺点是“循环引用的无用对象”无法别识别。

// 循环引用示例
public class test {
  String name;
  Student friend;
  public static void main(String[] args){
    Student s1 = new Student();
    Student s2 = new Student();
    // 互相引用,导致他们引用计数不为0,但是实际已经无用,但无法被识别。
    s1.friend = s2;
    s2.friend = s1;
    s1 = null;
    s2 = null;
  }
}

                • 引用可达法(根搜索算法):程序把所有的引用关系看作一张图,从一个节点GC ROOT开始,寻找对应的引用节点,找到这个节点以后,继续寻找这个节点的引用节点,当所有的引用节点寻找完毕之后,剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点,即无用的节点。

 

分代垃圾回收机制

        分代垃圾回收机制:不同的对象的生命周期是不一样的。因此,不同生命周期的对象可以采取不同的回收算法,以便提高回收效率。将对象分为三种状态:年轻代年老代持久代。JVM将堆内存划分为 Eden、Survivor 和 Tenured/Old 空间。

                • 年轻代:年轻代分为1个Eden区2个Survivor区,所有新生成的对象首先都是放在Eden区。 年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象,对应的是Minor GC,每次 Minor GC 会清理年轻代的内存,算法采用效率较高的复制算法,频繁的操作,但是会浪费内存空间。当“年轻代”区域存放满对象后,就将对象存放到年老代区域。

                • 老年代:老年代分为1个Tenured(Old)区,在年轻代中经历了N(默认15)次垃圾回收后仍然存活的对象,就会被放到年老代中。因此,可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。年老代对象越来越多,就需要启动Major GC和Full GC(全量回收),来一次大扫除,全面清理年轻代区域和年老代区域。

                • 持久代:在方法区,用于存放静态文件,如Java类、方法等,对垃圾回收没有显著影响。

        垃圾回收过程

                (1) 新创建的对象,绝大多数都会存储在Eden区

                (2) 当Eden区满了(达到一定比例)不能创建新对象,则触发Minor GC,将无用对象清理掉,然后剩余对象利用复制算法(coping)复制到某个Survivor区中,如S1(或S2,都可以),然后清空Eden区

                (3) 当Eden区再次满了,会将S1中的不能清空的对象存到另外一个Survivor中,例如S2,然后清空S1区;接着将Eden区中不能清空的对象,复制到Survivor区中,清空Eden区

                (4) 重复多次(默认15次)Survivor中没有被清理的对象,则会复制到老年代Tenured(Old)区中

                (5) 当老年代Tenured区达到一定比例,会触发Major GC;满了后则触发FullGC

        垃圾回收算法

                • Minor GC:用于清理年轻代区域。Eden区满了就会触发一次Minor GC。清理无用对象,将有用对象复制到“Survivor1”、“Survivor2”区中(这两个区,大小空间也相同,同一时刻Survivor1和Survivor2只有一个在用,一个为空)。

                • Major GC:用于清理老年代区域。

                • Full GC:用于清理年轻代、年老代区域。 成本较高,会对系统性能产生较大影响。

 

JVM调优

        JVM调优:在对JVM调优的过程中,很大一部分工作就是对于Full GC的调节。有如下原因可能调用Full GC:

              • 年老代(Tenured)被写满

              • 持久代(Perm)被写满

              • System.gc()被显式调用(程序建议GC启动,不是调用GC)

              • 上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

        内存泄露(Memory Leak)常见原因:指程序中己动态分配的堆内存由于某种原因程序未释放或无法释放,造成系统内存的浪费,导致程序运行速度减慢甚至系统崩溃等严重后果。

              • 创建大量无用对象:例如需要大量拼接字符串时,使用了String而不是StringBuilder。

String str = "";
for (int i = 0; i < 10000; i++){
  str += i; //相当于产生了10000个String对象
}

              • 静态集合类的使用:像HashMap、Vector、List等的使用最容易出现内存泄露,这些静态变量的生命周期和应用程序一致,所有的对象Object也不能被释放。

              • 各种连接对象:如IO流对象、数据库连接对象、网络连接对象等连接对象未关闭,这些连接对象属于物理连接,和硬盘或者网络连接,不使用的时候一定要关闭。

              • 监听器的使用:释放对象时,没有删除相应的监听器。

 

 


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