常見的垃圾回收機制

来源:https://www.cnblogs.com/daydreamer-fs/archive/2022/10/01/16747958.html
-Advertisement-
Play Games

如何工作 在某些 Java 虛擬機中,堆的實現截然不同:它更像一個傳送帶,每分配一個新對象,它就向前移動一格。 這意味著對象存儲空間的分配速度特別快。Java 的"堆指針"只是簡單地移動到尚未分配的區域,所以它的效率與 C++ 在棧上分配空間的效率相當 垃圾回收器工作時,一邊回收記憶體,一邊使堆中的對 ...


如何工作

在某些 Java 虛擬機中,堆的實現截然不同:它更像一個傳送帶,每分配一個新對象,它就向前移動一格。

這意味著對象存儲空間的分配速度特別快。Java 的"堆指針"只是簡單地移動到尚未分配的區域,所以它的效率與 C++ 在棧上分配空間的效率相當

垃圾回收器工作時,一邊回收記憶體,一邊使堆中的對象緊湊排列,這樣堆指針就可以更容易的移動到空閑區域的位置上

垃圾收集器在分配存儲空間的同時會將對象重新排列,由此實現一個高速的、有無限空閑空間的堆模型。

  1. 對象可能不被垃圾回收
  2. 垃圾回收不等於析構
  3. 垃圾回收只與記憶體有關
    • 無論是“垃圾回收”還是“終結” ,都不一定保證會發生;
    • 如果java虛擬機(JVM)並未面臨記憶體耗盡的情況,它可能不會浪費時間執行垃圾回收以恢復記憶體

finalize()方法 (有個大概印象即可)

finalize()方法

需要使用finalize()的特殊情況:你創建的對象不是通過new來分配記憶體的,而垃圾回收器只知道如何釋放用new創建的對象記憶體。java允許在類中定義一個名為finalize()的方法(繼承與Object)來處理這種情況

finalize()方法 的使用案例

釋放 通過某種創建對象方式之外的方式 為對象分配的存儲空間

解釋:上邊的情況 主要發生在使用本地方法的情況下,本地方法主要支持C/C++,這也許會調用C的malloc()函數來分配空間,這時,如果沒用調用free()方法主動釋放malloc到的空間,就會造成記憶體泄漏,所以需要在finalize()方法中調用free

終結條件

安全的標記對象是否可以被終結,例如下例 要銷毀未被登記的Book對象時,報錯

System.gc();強制終結

class Book{
    boolean checkedOut = false;

    public Book(boolean checkOut) {
        this.checkedOut = checkOut;
    }

    void checkIn(){
        this.checkedOut = false;
    }

    @Override
    protected void finalize()throws Throwable{
        //只有登記過的 才能被刪除 這就可以作為終結的條件
        if(checkedOut){
            System.out.println("ERROR: checked out");
        }
        // Normally, you'll also do this: 
        // super.finalize(); // Call the base-class version
    }
}

public class JavaTest{
    @Test
    public void test8() throws InterruptedException {
        Book book = new Book(true);
        book.checkIn();

        new Book(true);

        System.gc();

        Thread.sleep(1000);
    }

}

垃圾回收機制

引用計數

原理:每個對象中都有一個引用計數器,每當有引用指向該對象時,引用計數器+1;當引用離開作用域或是被置為null時,引用計數器-1;如果發現某個對象的引用計數為0時,就釋放其空間(引用計數器模式經常會在計數器為0時立即釋放對象)

特點

  1. 簡單

  2. 速度慢(開銷不大,但在整個生命周期頻繁發生的負擔

    在每次記憶體對象被引用或引用被銷毀的時候都必須修改引用計數,這類操作被稱為footprint。引用計數的footprint是很高的。這使得程式整體的性能受到比較大的影響

  3. 出現迴圈引用時會出問題(應該被回收,但沒有)

  4. .btw:"引用計數通常用於解釋垃圾收集的工作方式,但它似乎並沒有出現在任何JVM實現中"

更快的策略依據

對於任何沒有被廢棄的對象,最終都能追溯到它存活在靜態存儲區中的引用

因此,如果從棧和靜態存儲區開始遍歷所有引用(包括對象內部的),就能找到所有存活的對象

匿名對象的相關思考:我們通常將匿名對象作為方法參數傳遞,func(new B()),在該方法中,B對象被關聯了引用

所以,遍歷所有的引用即可得到所有“活”的對象,然後再去遍歷這些對象中的引用,如此反覆,就能得到一個對象網路,其中的對象就都是 活 的;

迴圈引用示例
class A{
  public B b;
}
class B{
  public A a;
}
public class Main{
    public static void main(String[] args){
    A a = new A();	// A對象被引用 A對象計數器+1
    B b = new B();	// B對象被引用 B對象計數器+1
    a.b=b;			// B對象被引用 B對象計數器+1
    b.a=a;			// A對象被引用 A對象計數器+1
    }
}

上例 當棧上的引用遍歷到a,發現a對象中有個B對象的引用,指向b,這個b引用中又有個A的引用 又指向a 如此迴圈 根本找不到活的對象

這樣也解決了迴圈引用問題,迴圈引用的對象不會被髮現

停止-複製(stop-and-copy)

原理先暫停程式的運行,然後將所有存活的對象從當前堆複製到另一個堆,沒有被覆制的就是需要垃圾回收的,而且,當對象被覆制到新堆後,他們緊湊排列的,一個挨著一個

特點

  1. 解決了迴圈引用的問題(迴圈引用的對象不會被髮現)
  2. 非後臺回收模式(需要在程式暫停的情況下進行)
  3. 相對較快
  4. 效率低下
    • 得有兩個堆:還得在這兩個分離的堆之間來回折騰,得維護比實際多一倍的空間

      • 某些jvm的解決方式:按需在堆中分配幾塊較大的記憶體,複製動作就發生在這大記憶體間
    • 複製本身:一旦程式進入穩定狀態,可能只會產生少量垃圾,甚至沒有,就算是這,複製回收器也得將所有 記憶體從一處複製到另一處,太浪費了

      • 某些JVM的解決方式:進行檢查,要是沒有新的垃圾產生,就會轉換到“標記-清掃"模式(SUN公司早期JVM一直在用)。對一般用途,這種方法很慢,但當程式只會產生少量或者不產生垃圾,他速度就很快了
      • 切換到標記清掃方式清理

標記-清掃

原理:標記:從棧和靜態存儲區出發,遍歷所有引用,找出所有“活”對象,每找到一個,就給對象一個標記,直到遍歷完所有對象;清掃:沒有被標記的對象將被清理。

特點

  1. 解決了迴圈引用的問題(迴圈引用的對象不會被髮現)
  2. 相比停止-複製 較為高效(不會有任何複製動作)
  3. 非後臺回收模式(需要在程式暫停的情況下進行)
  4. 處理完後剩下的堆空間是不連續的
    • 垃圾回收器若希望得到連續的空間,就需要整理剩下的未被清理的對象

補充:標記-整理

原理:標記:從棧和靜態區域出發,遍歷所有引用,對遍歷過程中得到的活的對象進行標記;整理:將標記過的對象,把他們從記憶體開始的地方按照順序依次擺放好,中間沒有任何縫隙,在擺放完最後一個對象後,對後面的記憶體區域直接回收。

JVM中的塊(感覺像是年齡分代)

  • 記憶體分配以較大的"塊"為單位,較大的對象會單獨占一個塊。
  • 塊用年代數來記錄自己是否存活,若塊被引用,年代數+1。
  • 垃圾回收器會對上一次回收過後 新分配的塊進行整理
  • 垃圾回收器定期會清理
    • 含有小對象的那些塊將被覆制、整理
    • 大型對象 不會被覆制(只有年代數會增加)

補充:分代收集演算法

摘自JavaGuide

當前虛擬機的垃圾收集都採用分代收集演算法,這種演算法沒有什麼新的思想,只是根據對象存活周期的不同將記憶體分為幾塊。一般將 java 堆分為新生代和老年代,這樣我們就可以根據各個年代的特點選擇合適的垃圾收集演算法。

比如在新生代中,每次收集都會有大量對象死去,所以可以選擇”標記-複製“演算法,只需要付出少量對象的複製成本就可以完成每次垃圾收集。而老年代的對象存活幾率是比較高的,而且沒有額外的空間對它進行分配擔保,所以我們必須選擇“標記-清除”或“標記-整理”演算法進行垃圾收集。

標記清掃與停止複製的切換機制(自適應)

如果對象一個個的都很穩定,此時如果垃圾回收效率降低了,就會切換到“標記-清掃”模式,以提高垃圾回收的效率,(此時jvm持續監視) 如果堆中的碎片多了,那麼就趕緊切換回“停止-複製”模式,以真整理堆空間,保持堆的高速運轉。

HotSpot技術

java執行步驟

image

即時編譯技術(Just-in Time JIT)

想要瞭解更多請移步什麼是JIT?怎麼優化? - 知乎 (zhihu.com)

熱點代碼分為兩類:

  • 多次調用的方法
  • 多次執行的迴圈體,實際上也會以整個方法作為編譯對象

如何判斷熱點代碼請看原文

可以把 全部或部分 程式 直接翻譯為本地機器碼,這就省去了JVM翻譯,所以運行更快

為什麼不能用這個技術 編譯所有代碼?

  • 這個技術貫穿整個程式的生命周期,累加起來慢的要死
  • 會增加可執行代碼的長度(位元組碼要比即時編譯器展開後的本地機器碼小很多),導致頁面調度,使程式運行變慢
  • 即時編譯時以方法為單位的,如果編譯出來的代碼運行不了幾次,就白編譯了
惰性評估

即時編譯器只有在必要時,才編譯代碼

這樣,從未被執行的代碼也許就壓根不會被 JIT 編譯。

新版 JDK 中的 Java HotSpot 技術就採用了類似的做法,代碼每被執行一次就優化一些,所以執行的次數越多,它的速度就越快。

逃逸分析技術

請移步至深入理解Java中的逃逸分析

逃逸分析的基本行為就是分析對象動態作用域:當一個對象在方法中被定義後,它可能被外部方法所引用,例如作為調用參數傳遞到其他地方中,稱為方法逃逸。


您的分享是我們最大的動力!

-Advertisement-
Play Games
更多相關文章
  • CORS跨域訪問問題往往出現在“瀏覽器客戶端”通過ajax調用“服務端API”的時候。而且若是深究原理,還會發現跨域問題其實還分為【簡單跨域】與【複雜跨域】這兩種情況。 網上對解決跨域限制有很多說明文章,但絕大多數要麼解決的不完善(比如,沒有區分【簡單跨域】與【複雜跨域】),要麼就是解決方案過於複雜 ...
  • 一. 背景 我們在日常開發中,可能你會遇到這樣的需求:"每個月的3號給用戶發信息,提醒用戶XXX "、"每天的0點需要統計前一天的考勤記錄"、"每個月的1號計算上個月的庫存情況"、"定時初始化數據供其它業務使用"、"每隔2分鐘輪詢查資料庫看某業務是否被審核通過,並提示用戶" 等等。 以上需求在開發中 ...
  • 一、crond任務調度 概述: 使用crontab 指令進行定時任務的設置,任務調度是指系統在某個時間端執行的特定任務或程式,例如:病毒掃描,資料庫備份等 基本語法: crontab 【選項】 常用選項: -e編輯crontab定時任務 -l查詢crontab任務 -r刪除當前用戶所有的cronta ...
  • MySQL基本知識 1.資料庫 1.1.創建資料庫 語法: CREATE DATABASE [IF NOT EXISTS] db_name [create_specification[,create_specification]...] create_specification: [DEFAULT] ...
  • #背景 webpack構建過程中的hooks都有什麼呢?除了在網上看一些文章,還可以通過更直接的辦法,結合官方文檔快速讓你進入webpack的hook世界 寫一個入口文件 //index.js const webpack = require("webpack"); const path = requ ...
  • 一、Spring Cloud Stream 在實際的企業開發中,消息中間件是至關重要的組件之一。消息中間件主要解決應用解耦,非同步消息,流量削鋒等問題,實現高性能,高可用,可伸縮和最終一致性架構。不同的中間件其實現方式,內部結構是不一樣的。如常見的RabbitMQ和Kafka,由於這兩個消息中間件的架 ...
  • 技術傳播的價值,不僅僅體現在通過商業化產品和開源項目來縮短我們構建應用的路徑,加速業務的上線速率,也體現在優秀工程師在工作效率提升、產品性能優化和用戶體驗改善等經驗方面的分享,以提高我們的專業能力。本文作者阿裡巴巴技術專家三畫,分享了自己和團隊在畫好架構圖方面的理念和經驗,首發於阿裡內部技術分享平臺... ...
  • 一、引言:什麼是 JSON JSON (Java Script Object Notation) 是一種很常用的數據格式,它常常用在 web 應用程式中。它可以表示結構化的數據。 下麵是常見的 JSON 文件結構 { "name": "Kamishiro Rize", "age": "22", "o ...
一周排行
    -Advertisement-
    Play Games
  • PasteSpider是什麼? 一款使用.net編寫的開源的Linux容器部署助手,支持一鍵發佈,平滑升級,自動伸縮, Key-Value配置,項目網關,環境隔離,運行報表,差量升級,私有倉庫,集群部署,版本管理等! 30分鐘上手,讓開發也可以很容易的學會在linux上部署你得項目! [從需求角度介 ...
  • SQLSugar是什麼 **1. 輕量級ORM框架,專為.NET CORE開發人員設計,它提供了簡單、高效的方式來處理資料庫操作,使開發人員能夠更輕鬆地與資料庫進行交互 2. 簡化資料庫操作和數據訪問,允許開發人員在C#代碼中直接操作資料庫,而不需要編寫複雜的SQL語句 3. 支持多種資料庫,包括但 ...
  • 在C#中,經常會有一些耗時較長的CPU密集型運算,因為如果直接在UI線程執行這樣的運算就會出現UI不響應的問題。解決這類問題的主要途徑是使用多線程,啟動一個後臺線程,把運算操作放在這個後臺線程中完成。但是原生介面的線程操作有一些難度,如果要更進一步的去完成線程間的通訊就會難上加難。 因此,.NET類 ...
  • 一:背景 1. 講故事 前些天有位朋友在微信上丟了一個崩潰的dump給我,讓我幫忙看下為什麼出現了崩潰,在 Windows 的事件查看器上顯示的是經典的 訪問違例 ,即 c0000005 錯誤碼,不管怎麼說有dump就可以上windbg開幹了。 二:WinDbg 分析 1. 程式為誰崩潰了 在 Wi ...
  • CSharpe中的IO+NPOI+序列化 文件文件夾操作 學習一下常見的文件、文件夾的操作。 什麼是IO流? I:就是input O:就是output,故稱:輸入輸出流 將數據讀入記憶體或者記憶體輸出的過程。 常見的IO流操作,一般說的是[記憶體]與[磁碟]之間的輸入輸出。 作用 持久化數據,保證數據不再 ...
  • C#.NET與JAVA互通之MD5哈希V2024 配套視頻: 要點: 1.計算MD5時,SDK自帶的計算哈希(ComputeHash)方法,輸入輸出參數都是byte數組。就涉及到字元串轉byte數組轉換時,編碼選擇的問題。 2.輸入參數,字元串轉byte數組時,編碼雙方要統一,一般為:UTF-8。 ...
  • CodeWF.EventBus,一款靈活的事件匯流排庫,實現模塊間解耦通信。支持多種.NET項目類型,如WPF、WinForms、ASP.NET Core等。採用簡潔設計,輕鬆實現事件的發佈與訂閱。通過有序的消息處理,確保事件得到妥善處理。簡化您的代碼,提升系統可維護性。 ...
  • 一、基本的.NET框架概念 .NET框架是一個由微軟開發的軟體開發平臺,它提供了一個運行時環境(CLR - Common Language Runtime)和一套豐富的類庫(FCL - Framework Class Library)。CLR負責管理代碼的執行,而FCL則提供了大量預先編寫好的代碼, ...
  • 本章將和大家分享在ASP.NET Core中如何使用高級客戶端NEST來操作我們的Elasticsearch。 NEST是一個高級別的Elasticsearch .NET客戶端,它仍然非常接近原始Elasticsearch API的映射。所有的請求和響應都是通過類型來暴露的,這使得它非常適合快速上手 ...
  • 參考delphi的代碼更改為C# Delphi 檢測密碼強度 規則(仿 google) 仿 google 評分規則 一、密碼長度: 5 分: 小於等於 4 個字元 10 分: 5 到 7 字元 25 分: 大於等於 8 個字元 二、字母: 0 分: 沒有字母 10 分: 全都是小(大)寫字母 20 ...