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Java垃圾回收机制

Java垃圾回收机制

作者: Jimmy_gjf | 来源:发表于2016-09-20 20:16 被阅读231次

    垃圾回收

    垃圾回收回调方法:

    • finalize()函数是在JVM回收内存时执行的,但JVM并不保证在回收内存时一定会调用finalize()。

    JVM的垃圾回收机制:

    • 在内存充足的情况下,显式调用System.gc()(system.gc调用仅仅是建议虚拟机进行回收,并不一定马上会进行gc)
    • 在内存不足的情况下,垃圾回收将自动运行

    对象状态

    • 可达状态:
      有一个以上的引用变量引用此对象

    • 可恢复状态:
      如果程序中某个对象不再有任何的引用变量引用它,它将先进入可恢复状态,系统的垃圾回收机制准备回收该对象的所占用的内存,在回收之前,系统会调用finalize()方法进行资源清理,如果资源整理后重新让一个以上引用变量引用该对象,则这个对象会再次变为可达状态,否则就会进入不可达状态。

    • 不可达状态:
      当对象的所有关联都被切断,且系统调用finalize()方法进行资源清理后依旧没有使该对象变为可达状态,则这个对象将永久性失去引用并且变成不可达状态,系统才会真正的去回收该对象所占用的资源。

    引用

    级别: 强引用 > 软引用 > 弱引用 > 虚引用

    StrongReference

    默认引用实现,当没有任何对象指向它时,GC执行后将会被回收

    Food food = new Food();
    food = null;
    

    WeakReference

    所引用的对象在JVM内不再有强引用时,GC执行后将会被回收

    处理过程:

    • WeakReference对象的referent域被设置为null,从而使该对象不再引用heap对象。
    • WeakReference引用过的heap对象被声明为finalizable。
    • 同时或者一段时间后WeakReference对象被添加到它的ReferenceQueue(如果ReferenceQueue存在的话)。

    对于软引用和弱引用,入队和finalize方法的执行是没有固定顺序的

     Food food = new Food();
     WeakReference<Food> weakFood = new      WeakReference<Food>(food);
     food = null;
    

    使用:随时取得某对象的信息(不影响此对象的垃圾收集)

    A obj = new A();
    WeakReference wr = new WeakReference(obj);
    obj = null;
    //等待一段时间,obj对象就会被垃圾回收
    ...
    if (wr.get()==null) {
      System.out.println("obj 已经被清除了 ");} else {
      System.out.println("obj 尚未被清除,其信息是 "+obj.toString());
    }
    

    SoftReference

    类似WeakReference,但SoftReference会尽可能长的保留引用直到JVM内存不足时才会被回收, 适合缓存应用

    处理过程同WeakReference

    Food food = new Food();
    SoftReference<Food> softFood = new  SoftReference<Food>(food);
    food = null;
    // JVM OutOfMemory
    

    使用:简单对象cache

    A obj = new A();
    SoftRefenrence sr = new SoftReference(obj);
    //引用时
    if(sr!=null){
       obj = sr.get();
    }else{
      obj = new A();
      sr = new SoftReference(obj);
    }
    

    PhantomReference

    跟踪referent何时被enqueue到ReferenceQueue中,它唯一的目的就是对象被回收时能收到一个通知,用于追踪对象被垃圾回收的状态,需要和引用队列ReferenceQueue类联合使用。

    不建议使用,有潜在的内存泄露风险,因为JVM不会自动帮助我们释放,我们必须要保证它指向的堆对象是不可达的

    虚引用带来的内存泄露风险参考:java中虚引用PhantomReference与弱引用WeakReference(软引用SoftReference)的差别

    软引用和弱引用差别不大,JVM都是先将其referent字段设置成null,之后将软引用或弱引用,加入到关联的引用队列中。我们可以认为JVM先回收堆对象占用的内存,然后才将软引用或弱引用加入到引用队列。

    而虚引用则不同,JVM不会自动将虚引用的referent字段设置成null,而是先保留堆对象的内存空间,直接将PhantomReference加入到关联的引用队列,也就是说如果我们不手动调用PhantomReference.clear(),虚引用指向的堆对象内存是不会被释放的。

    处理过程:

    • 不把referent设置为null.
    • PhantomReference引用过的heap对象处理到finalized状态,即调用了finalize()方法.
    • heap对象被释放之前把PhantomRefrence对象添加到它的ReferenceQueue中.

    摘录部分盖楼评论:
    我觉得其实是这样,其实GC做的工作分成是两部分,第一部分是将对象从finalizable状态到finalized状态,这只是完成了资源的释放;第二部分是reclaimed对象占用的内存。其实所有在ref中的三种reference的referent的对象的reclaimed都只有在相应reference对象的clear方法调用之后,才能进行,所以,GC只是保证weakreference、softreference的clear方法被GC自动调用,并被加到referencequeue中,但是phantomreference对象在被加入到referencequeue中之前对象就已经被GC finalied(如果定义了finalize方法的话,我所指的finalized是指调用了finalize方法)了,只是还没有进行第二步reclaimed,因为phantomreference对象的clear方法还没有被调用,所以不能进行reclaimed。

      Food food = new Food();
      PhantomReference<Food> phantomFood = new PhantomReference<Food>(food, new ReferenceQueue<Food>()); 
      food = null;
    

    使用:

    • Object的finalize方法在回收之前调用,若在finalize方法内创建此类的强引用会导致对象无法回收,可能引发JVM OutOfMemory
    • PhantomReference在finalize方法执行后进行回收,避免上述问题

    👇参考网页关于虚引用PhantomReference

    @SuppressWarnings("static-access")
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String abc = new String("abc");
        System.out.println(abc.getClass() + "@" + abc.hashCode());
        final ReferenceQueue<String> referenceQueue = new ReferenceQueue<String>();
        new Thread() {
            public void run() {
                while (isRun) {
                    Object obj = referenceQueue.poll();
                    if (obj != null) {
                        try {
                            Field rereferent = Reference.class
                                    .getDeclaredField("referent");
                            rereferent.setAccessible(true);
                            Object result = rereferent.get(obj);
                            System.out.println("gc will collect:"
                                    + result.getClass() + "@"
                                    + result.hashCode() + "\t"
                                    + (String) result);
                        } catch (Exception e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        }.start();
        PhantomReference<String> abcWeakRef = new PhantomReference<String>(abc,
                referenceQueue);
        abc = null;
        Thread.currentThread().sleep(3000);
        System.gc();
        Thread.currentThread().sleep(3000);
        isRun = false;
    }
    

    总结

    • 强引用指向的对象如果被引用,发生GC时是不会被回收的,除非该对象没有被引用
    • 软引用在内存非常紧张的时候会被回收(无引用),其他时候不会被回收,所以在使用之前要判断是否为null从而判断他是否已经被回收了
    • 弱引用和虚引用指向的对象(无引用)在发生GC时一定会被回收
    • 通过虚引用得不到引用的对象实例,虚引用的get()方法永远返回null

    参考

    Java的内存回收机制
    Java中三个引用类SoftReference 、 WeakReference 和 PhantomReference的区别
    Java引用
    引用
    Java幽灵引用的作用

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