java內(nèi)存管理的思想(主要來源于thinking in java)
Java內(nèi)存管理特點(diǎn)
Java一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是取消了指針，由垃圾收集器來自動管理內(nèi)存的回收。程序員不需要通過調(diào)用函數(shù)來釋放內(nèi)存。
1、Java的內(nèi)存管理就是對象的分配和釋放問題。
在Java中，程序員需要通過關(guān)鍵字new為每個(gè)對象申請內(nèi)存空間
(基本類型除外)，所有的對象都在堆
(Heap)中分配空間。
對象的釋放是由GC決定和執(zhí)行的。
在Java中，內(nèi)存的分配是由程序完成的，而內(nèi)存的釋放是由GC完成的，這種收支兩條線的方法簡化了程序員的工作。但也加重了JVM的工作。這也是Java程序運(yùn)行速度較慢的原因之一。
GC釋放空間方法：
監(jiān)控每一個(gè)對象的運(yùn)行狀態(tài)，包括對象的申請、引用、被引用、賦值等。當(dāng)該對象不再被引用時(shí)，釋放對象。
2、內(nèi)存管理結(jié)構(gòu)
Java使用有向圖的方式進(jìn)行內(nèi)存管理，對于程序的每一個(gè)時(shí)刻，我們都有一個(gè)有向圖表示JVM的內(nèi)存分配情況。
將對象考慮為有向圖的頂點(diǎn)，將引用關(guān)系考慮為圖的有向邊，有向邊從引用者指向被引對象。另外，每個(gè)線程對象可以作為一個(gè)圖的起始頂點(diǎn)，例如大多程序從main進(jìn)程開始執(zhí)行，那么該圖就是以main進(jìn)程頂點(diǎn)開始的一棵根樹。在這個(gè)有向圖中，根頂點(diǎn)可達(dá)的對象都是有效對象，GC將不回收這些對象。如果某個(gè)對象 (連通子圖)與這個(gè)根頂點(diǎn)不可達(dá)(注意，該圖為有向圖)，那么我們認(rèn)為這個(gè)(這些)對象不再被引用，可以被GC回收。 3、使用有向圖方式管理內(nèi)存的優(yōu)缺點(diǎn)
Java使用有向圖的方式進(jìn)行內(nèi)存管理，可以消除引用循環(huán)的問題，例如有三個(gè)對象，相互引用，只要它們和根進(jìn)程不可達(dá)的，那么GC也是可以回收它們的。
這種方式的優(yōu)點(diǎn)是管理內(nèi)存的精度很高，但是效率較低。
++：
另外一種常用的內(nèi)存管理技術(shù)是使用計(jì)數(shù)器，例如COM模型采用計(jì)數(shù)器方式管理構(gòu)件，它與有向圖相比，精度行低(很難處理循環(huán)引用的問題)，但執(zhí)行效率很高。
★ Java的內(nèi)存泄露
Java雖然由GC來回收內(nèi)存，但也是存在泄露問題的，只是比C++小一點(diǎn)。
1、與C++的比較
c++所有對象的分配和回收都需要由用戶來管理。即需要管理點(diǎn)，也需要管理邊。若存在不可達(dá)的點(diǎn)，無法回收分配給那個(gè)點(diǎn)的內(nèi)存，導(dǎo)致內(nèi)存泄露。存在無用的對象引用，自然也會導(dǎo)致內(nèi)存泄露。
Java由GC來管理內(nèi)存回收，GC將回收不可達(dá)的對象占用的內(nèi)存空間。所以，Java需要考慮的內(nèi)存泄露問題主要是那些被引用但無用的對象——即指要管理邊就可以。被引用但無用的對象，程序引用了該對象，但后續(xù)不會再使用它。它占用的內(nèi)存空間就浪費(fèi)了。
如果存在對象的引用，這個(gè)對象就被定義為“活動的”，同時(shí)不會被釋放。
2、Java內(nèi)存泄露處理
處理Java的內(nèi)存泄露問題：確認(rèn)該對象不再會被使用。
典型的做法——
把對象數(shù)據(jù)成員設(shè)為null
從集合中移除該對象
注意，當(dāng)局部變量不需要時(shí)，不需明顯的設(shè)為null，因?yàn)橐粋€(gè)方法執(zhí)行完畢時(shí)，這些引用會自動被清理。
例子：
List myList=new ArrayList();
for (int i=1;i<100; i++) {
Object o=new
Object();
myList.add(o);
o=null;
}
//此時(shí)，所有的Object對象都沒有被釋放，因?yàn)樽兞縨yList引用這些對象。
當(dāng)myList后來不再用到，將之設(shè)為null，釋放所有它引用的對象。之后GC便會回收這些對象占用的內(nèi)存。
★ 對GC操作
對GC的操作并不一定能達(dá)到管理內(nèi)存的效果。
GC對于程序員來說基本是透明的，不可見的。我們只有幾個(gè)函數(shù)可以訪問GC，例如運(yùn)行GC的函數(shù)System.gc()，System.。
但是根據(jù)Java語言規(guī)范定義，
System.gc()函數(shù)不保證JVM的垃圾收集器一定會執(zhí)行。因?yàn)椋煌腏VM實(shí)現(xiàn)者可能使用不同的算法管理GC。通常，GC的線程的優(yōu)先級別較低。
JVM調(diào)用GC的策略有很多種，有的是內(nèi)存使用到達(dá)一定程度時(shí)，GC才開始工作，也有定時(shí)執(zhí)行的，有的是平緩執(zhí)行GC，有的是中斷式執(zhí)行GC。但通常來說，我們不需要關(guān)心這些。除非在一些特定的場合，GC的執(zhí)行影響應(yīng)用程序的性能，例如對于基于Web的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，如網(wǎng)絡(luò)游戲等，用戶不希望GC突然中斷應(yīng)用程序執(zhí)行而進(jìn)行垃圾回收，那么我們需要調(diào)整GC的參數(shù)，讓GC能夠通過平緩的方式釋放內(nèi)存，例如將垃圾回收分解為一系列的小步驟執(zhí)行，Sun提供的HotSpot
JVM就支持這一特性。
★ 內(nèi)存泄露檢測
市場上已有幾種專業(yè)檢查Java內(nèi)存泄漏的工具，它們的基本工作原理大同小異，都是通過監(jiān)測Java程序運(yùn)行時(shí)，所有對象的申請、釋放等動作，將內(nèi)存管理的所有信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、可視化。開發(fā)人員將根據(jù)這些信息判斷程序是否有內(nèi)存泄漏問題。這些工具包括Optimizeit
Profiler，JProbe Profiler，JinSight , Rational 公司的Purify等。
在運(yùn)行過程中，我們可以隨時(shí)觀察內(nèi)存的使用情況，通過這種方式，我們可以很快找到那些長期不被釋放，并且不再使用的對象。我們通過檢查這些對象的生存周期，確認(rèn)其是否為內(nèi)存泄露。
★ 軟引用
特點(diǎn)：只有當(dāng)內(nèi)存不夠的時(shí)候才回收這類內(nèi)存，同時(shí)又保證在Java拋出OutOfMemory異常之前，被設(shè)置為null。
保證最大限度的使用內(nèi)存而不引起OutOfMemory異常。
在某些時(shí)候?qū)浺玫氖褂脮档蛻?yīng)用的運(yùn)行效率與性能，例如：應(yīng)用軟引用的對象的初始化過程較為耗時(shí)，或者對象的狀態(tài)在程序的運(yùn)行過程中發(fā)生了變化，都會給重新創(chuàng)建對象與初始化對象帶來不同程度的麻煩。
用途：
可以用于實(shí)現(xiàn)一些常用資源的緩存，實(shí)現(xiàn)Cache的功能
處理一些占用內(nèi)存大而且聲明周期較長，但使用并不頻繁的對象時(shí)應(yīng)盡量應(yīng)用該技術(shù)
★ java程序設(shè)計(jì)中有關(guān)內(nèi)存管理的經(jīng)驗(yàn)
1．最基本的建議是盡早釋放無用對象的引用。如：...
A a = new A();
//應(yīng)用a對象
a = null; //當(dāng)使用對象a之后主動將其設(shè)置為空
….
注：如果a 是方法的返回值，不要做這樣的處理，否則你從該方法中得到的返回值永遠(yuǎn)為空，而且這種錯(cuò)誤不易被發(fā)現(xiàn)、排除
2．盡量少用finalize函數(shù)。它會加大GC的工作量。
3．如果需要使用經(jīng)常用到的圖片，可以使用soft應(yīng)用類型。它盡可能把圖片保存在內(nèi)存中
4．注意集合數(shù)據(jù)類型，包括數(shù)組、樹、圖、鏈表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對GC來說，回收更為復(fù)雜。
5．盡量避免在類的默認(rèn)構(gòu)造器中創(chuàng)建、初始化大量的對象，防止在調(diào)用其自類的構(gòu)造器時(shí)造成不必要的內(nèi)存資源浪費(fèi)
6．盡量避免強(qiáng)制系統(tǒng)做垃圾內(nèi)8．盡量做遠(yuǎn)程方法調(diào)用類應(yīng)用開發(fā)時(shí)使用瞬間值變量，除非遠(yuǎn)程調(diào)用端需要獲取該瞬間值變量的值。
9．盡量在合適的場景下使用對象池技術(shù)以提高系統(tǒng)性能。存的回收，增長系統(tǒng)做垃圾回收的最終時(shí)間
7．盡量避免顯式申請數(shù)組空間