GC(1)、援用计数法和可达性深入分析算法

一、概述程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。这几个区域完全不用管回收问题,因为方法结束或者线程结束的时候他们所占用的内存就自然跟着一起释放了,3个区域随线程而生,随线程而灭。所以我们只需要管堆和方法区。尤其是堆,因为一个接口中的多个实现类需要的内存可能不一样,一个方法中的多个分支需要的内存也可能不一样,这部分内存的分配和垃圾回收都是动态的。

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首先,要搞清楚Java和C++在内存分配和管理上有什么区别?

二、引用计数法(ReferenceCounting)


JVM内存模型
中,程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈3个区域生命周期与所在的线程同步,栈中的每个栈帧分配多少内存基本上在类结构确定下来时就是已知的,因此这几个区域的内存分配和回收具有确定性,不需要考虑太多内存回收的问题。

对于c来说,在内存管理领域,他们既是拥有最高权利的皇帝,也是从事最基础工作的劳动人民—–既拥有每一个对象的所有权,又担负着每一个对象从生命开始到终结的维护责任。

1、算法给对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用他时,计数器值就+1,;当引用失效时,计数器值就-1;任何时刻计数器为0的对象就是不可能在被使用。

而Java堆和方法区则不一样,一个接口中多个实现类需要的内存可能不一样,一个方法中多个分支小的内存也可能不一样,只有程序处于运行期间时才能知道会创建哪些对象,这部分内存的分配和回收都是动态的,也是垃圾收集器的重点关注区域。

而对于java,虚拟机的自动内存分配机制的帮助下,不再需要为每一个new操作去写配对的delete/free代码,而且不容易出现内存泄露和内存溢出问题,看起来由虚拟机管理内存一切都很美好。不过,也正是因为Java程序员把内存控制的权利交给Java虚拟机,一旦出现内存泄露和溢出方面的问题,如果不了解虚拟机是怎样使用内存的,那排查错误将会是一项异常艰难的工作。

2、图解

如果想要进行垃圾回收,必须要进行垃圾对象的判定,而关于GC对象判定的算法,有如下两种:

并且好的Java程序在编写的时候肯定要考虑GC的问题,怎样定义static对象,怎样new对象效率更高等等问题,简称面向GC的编程也可以说Java的内存分配管理是一种托管的方式,托管于JVM。

图片 1Paste_Image.png

  • 引用计数算法
  • 可达性分析算法

其次,Java虚拟机规范将JVM虚拟机所管理的内存分为几部分?

3、优缺点、优点判定效率很高、缺点不会完全准确,因为如果出现两个对象相互引用的问题就不行了。如下代码所示:

引用计数算法

概念
给对象添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,计数器值就加1;当引用失效时,计数器值就减1;任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的对象,就可以被垃圾回收器回收。

优点
实现简单,判定效率高。

缺点
无法解决对象之间相互循环引用的问题(A中持有B的引用,B中持有A的引用,此时即使将A和B都赋值为null,A和B的引用计数仍不为0,无法回收),导致GC判定不准确。因此主流的Java虚拟机都没有采用这种方式来进行GC对象判定。

/** * testGC()方法执行后会不会被GC? 不会!!!! * * @author TongWei.Chen 2017-09-05 11:15:53 */public class ReferenceCountingGC { public Object instance = null; public static void testGC() { //step 1 ReferenceCountingGC objA = new ReferenceCountingGC(); //step 2 ReferenceCountingGC objB = new ReferenceCountingGC(); //相互引用 //step 3 objA.instance = objB; //step 4 objB.instance = objA; //step 5 objA = null; //step 6 objB = null; //假设在这行发生CG,objA和objB是否能被回收? 不能!!!! System.gc(); } public static void main(String[] args) { testGC(); }}

可达性分析算法

概念
通过一系列被称为“GC
Roots”的对象作为起始点,从这些节点开始向下搜索,搜索锁走过的路径称为引用链(Reference
Chain)当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连(从GC
Roots到这个对象不可达)时,则证明此对象是不可用的,是可被回收的。

图中左侧的GC
Roots链是可达的,而右侧Object5~7虽然相互之间存在引用,但是由于到GC
Roots不可达,因此被判定为可回收的对象。

图片 2

可达性分析算法.png

可作为GC Roots的对象

  • 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象
  • 方法区中类静态属性引用的对象
  • 方法去中常量引用的对象
  • 本地方法栈中Native方法引用的对象

图片 3

、分析上述代码

1. 程序计数器(Program Counter
Register)
是一块较小的内存空间,它的作用可以看做是当前线程所执行字节码的行号指示器。是线程私有,生命周期与线程相同。

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