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Java 中的垃圾回收機制詳解

更新時間：2021年09月22日 10:48:08 作者：海擁✘

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Java垃圾回收機制的相關(guān)資料，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

介紹

在 C/C++ 中，程序員負(fù)責(zé)對象的創(chuàng)建和銷毀。通常程序員會忽略無用對象的銷毀。由于這種疏忽，在某些時候，為了創(chuàng)建新對象，可能沒有足夠的內(nèi)存可用，整個程序?qū)惓＝K止，導(dǎo)致OutOfMemoryErrors。
但是在 Java 中，程序員不需要關(guān)心所有不再使用的對象。垃圾回收機制自動銷毀這些對象。
垃圾回收機制是守護線程的最佳示例，因為它始終在后臺運行。
垃圾回收機制的主要目標(biāo)是通過銷毀無法訪問的對象來釋放堆內(nèi)存。

重要條款：

無法訪問的對象：如果一個對象不包含對它的任何引用，則稱其為無法訪問的對象。另請注意，屬于隔離島的對象也無法訪問。

Integer i = new Integer(4);
// 新的 Integer 對象可通過 'i' 中的引用訪問
i = null;
// Integer 對象不再可用。

在這里插入圖片描述

1.垃圾回收的資格：如果對象無法訪問，則稱該對象有資格進行 GC（垃圾回收）。在上圖中，在i = null 之后；堆區(qū)域中的整數(shù)對象有資格進行垃圾回收。

使對象符合 GC 條件的方法

即使程序員不負(fù)責(zé)銷毀無用的對象，但如果不再需要，強烈建議使對象不可訪問（因此有資格進行 GC）。
通常有四種不同的方法可以使對象適合垃圾回收。

1.取消引用變量

2.重新分配引用變量

3.在方法內(nèi)部創(chuàng)建的對象

4.隔離島

以上所有帶有示例的方法都在單獨的文章中討論：如何使對象符合垃圾收集條件

請求JVM運行垃圾收集器的方式

一旦我們使對象符合垃圾收集條件，垃圾收集器可能不會立即銷毀它。每當(dāng) JVM 運行垃圾收集器程序時，只會銷毀對象。但是當(dāng)JVM運行Garbage Collector時，我們無法預(yù)料。
我們還可以請求 JVM 運行垃圾收集器。

有兩種方法可以做到：

1.使用System.gc() 方法：系統(tǒng)類包含靜態(tài)方法gc() 用于請求 JVM 運行垃圾收集器。

2.使用Runtime.getRuntime().gc() 方法：運行時類允許應(yīng)用程序與運行應(yīng)用程序的 JVM 交互。因此，通過使用其 gc() 方法，我們可以請求 JVM 運行垃圾收集器。

// 演示請求 JVM 運行垃圾收集器的 Java 程序
public class Test
{
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException
	{
		Test t1 = new Test();
		Test t2 = new Test();
		// 取消引用變量
		t1 = null;
		// 請求 JVM 來運行垃圾收集器
		System.gc();
		// 取消引用變量
		t2 = null;
		// 請求 JVM 來運行垃圾收集器
		Runtime.getRuntime().gc();
	}
	@Override
	// 在垃圾回收之前，在對象上調(diào)用一次 finalize 方法
	protected void finalize() throws Throwable
	{
		System.out.println("垃圾收集器調(diào)用");
		System.out.println("對象垃圾收集：" + this);
	}
}

輸出：

垃圾收集器調(diào)用
對象垃圾收集：haiyong.Test@7ad74083
垃圾收集器調(diào)用
對象垃圾收集：haiyong.Test@7410a1a9

筆記：

1.不能保證以上兩種方法中的任何一種都一定會運行垃圾收集器。

2.調(diào)用System.gc() 等效于調(diào)用：Runtime.getRuntime().gc()

定稿

就在銷毀對象之前，垃圾收集器調(diào)用對象的finalize() 方法來執(zhí)行清理活動。一旦finalize() 方法完成，垃圾收集器就會銷毀該對象。
finalize() 方法存在于具有以下原型的Object 類中。

protected void finalize() throws Throwable

根據(jù)我們的要求，我們可以覆蓋finalize() 方法來執(zhí)行我們的清理活動，例如關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接。

筆記：

垃圾收集器而不是JVM調(diào)用的finalize() 方法。雖然垃圾收集器是JVM的模塊之一。
對象類 finalize() 方法有空實現(xiàn)，因此建議覆蓋finalize() 方法來處理系統(tǒng)資源或執(zhí)行其他清理。
對于任何給定的對象，finalize() 方法永遠(yuǎn)不會被多次調(diào)用。
如果finalize() 方法拋出未捕獲的異常，則忽略該異常并終止該對象的終結(jié)。

有關(guān)finalize() 方法的示例，請參閱Java 程序的輸出第十套之垃圾收集

讓我們舉一個真實的例子，在那里我們使用垃圾收集器的概念。

假設(shè)你去字節(jié)跳動實習(xí)，他們告訴你寫一個程序，計算在公司工作的員工人數(shù)（不包括實習(xí)生）。要制作這個程序，你必須使用垃圾收集器的概念。

這是您在公司獲得的實際任務(wù)：-

問：編寫一個程序來創(chuàng)建一個名為 Employee 的類，該類具有以下數(shù)據(jù)成員。

1.一個ID，用于存儲分配給每個員工的唯一ID。

2.員工姓名。

3.員工年齡。

另外，提供以下方法-

1.用于初始化名稱和年齡的參數(shù)化構(gòu)造函數(shù)。ID 應(yīng)在此構(gòu)造函數(shù)中初始化。

2.顯示 ID、姓名和年齡的方法 show()。

3.顯示下一個員工的 ID 的方法 showNextId()。

現(xiàn)在對垃圾回收機制不了解的初學(xué)者可能會這樣編寫代碼：

//計算在公司工作的員工人數(shù)的程序
class Employee
{
	private int ID;
	private String name;
	private int age;
	private static int nextId=1;
	//它是靜態(tài)的，因為它在所有對象之間保持通用并由所有對象共享
	public Employee(String name,int age)
	{
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.ID = nextId++;
	}
	public void show()
	{
		System.out.println
		("Id="+ID+"\nName="+name+"\nAge="+age);
	}
	public void showNextId()
	{
		System.out.println
		("Next employee id will be="+nextId);
	}
}
class UseEmployee
{
	public static void main(String []args)
	{
		Employee E=new Employee("GFG1",33);
		Employee F=new Employee("GFG2",45);
		Employee G=new Employee("GFG3",25);
		E.show();
		F.show();
		G.show();
		E.showNextId();
		F.showNextId();
		G.showNextId();
			{ //這是保留所有實習(xí)生的子塊。
			Employee X=new Employee("GFG4",23);	
			Employee Y=new Employee("GFG5",21);
			X.show();
			Y.show();
			X.showNextId();
			Y.showNextId();
		}
		//這個大括號之后，X 和 Y 將被移除。因此現(xiàn)在它應(yīng)該顯示 nextId 為 4。
		E.showNextId();//這一行的輸出應(yīng)該是 4，但它會給出 6 作為輸出。
	}
}

輸出：

在這里插入圖片描述

現(xiàn)在獲得正確的輸出：

現(xiàn)在垃圾收集器（gc）將看到 2 個空閑的對象?，F(xiàn)在遞減 nextId，gc(garbage collector) 只會在我們的程序員在我們的類中覆蓋它時調(diào)用方法 finalize() 。如前所述，我們必須請求 gc(garbage collector)，為此，我們必須在關(guān)閉子塊的大括號之前編寫以下 3 個步驟。

1.將引用設(shè)置為 null（即 X = Y = null;）

2.調(diào)用，System.gc();

3.調(diào)用，System.runFinalization();

現(xiàn)在計算員工人數(shù)的正確代碼（不包括實習(xí)生）

// 計算不包括實習(xí)生的員工人數(shù)的正確代碼
class Employee
{
	private int ID;
	private String name;
	private int age;
	private static int nextId=1;
	//它是靜態(tài)的，因為它在所有對象之間保持通用并由所有對象共享
	public Employee(String name,int age)
	{
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.ID = nextId++;
	}
	public void show()
	{
		System.out.println
		("Id="+ID+"\nName="+name+"\nAge="+age);
	}
	public void showNextId()
	{
		System.out.println
		("Next employee id will be="+nextId);
	}
	protected void finalize()
	{
		--nextId;
		//在這種情況下，gc 會為 2 個對象調(diào)用 finalize() 兩次。
	}
}
// 它是 Employee 類的右括號
class UseEmployee
{
	public static void main(String []args)
	{
		Employee E=new Employee("GFG1",33);
		Employee F=new Employee("GFG2",45);
		Employee G=new Employee("GFG3",25);
		E.show();
		F.show();
		G.show();
		E.showNextId();
		F.showNextId();
		G.showNextId();
		{
			//這是保留所有實習(xí)生的子塊。
			Employee X=new Employee("GFG4",23);	
			Employee Y=new Employee("GFG5",21);
			X.show();
			Y.show();
			X.showNextId();
			Y.showNextId();
			X = Y = null;
			System.gc();
			System.runFinalization();
		}
	E.showNextId();
	}
}

輸出：

在這里插入圖片描述