Java-垃圾回收机制

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垃圾收集的目的在于清楚不再使用的对象。GC通过确定对象是否被活动对象引用来确定是否收集该对象。GC首先判断该对象是否是时候可以收集，两种常用的方法是引用计数和对象引用遍历。

引用计数收集器：
是垃圾收集器的早期策略，在这种方法中，堆中每个对象都有一个引用计数。当一个对象被创建时，且将该对象分配给一个变量，该变量计数设置为1.当其他变量被赋值为这个对象的引用时，计数加1，但当一个对象的某个引用超过了生命周期或者被设置为一个新值时，对象的引用计数减一。任何引用计数为0的对象可以当作垃圾收集。当一个对象呗垃圾收集时，它引用的任何对象计数减一。
优点：引用计数收集器可以很快的执行，交织在程序运行中，对程序不被长时间打断的实时环境比较有利。
缺点：无法检测出循环引用。

跟踪收集器：
也叫对象引用遍历，从一组对象开始，沿着整个对象图上的每条链接，递归确定可达（reachable）的对象。如果某对象不能从这些根对象的一个（至少一个）到达，则将它作为垃圾收集。
在对象遍历阶段，GC必须记住哪些对象可以到达，以便删除不可到达的对象，这称为标记对象（marking）。
下一步，GC要删除不可达到的对象。删除时，有些GC只是简单的扫描堆栈，删除未标记的对象，并释放它们的内存以生成新的对象，这叫清除（sweeping）。这种方法的问题在于内存会分成好多小段，而它们不足以用于新的对象，但是组合起来却很大。因此，许多GC可以重新组织内存中的对象，并进行压缩（compact），形成可利用的空间。
为此，GC需要停止其他的活动。这种方法意味着所有与应用程序相关的工作停止，只有GC工作。结果，在响应期间增减了许多混杂请求。另外，更复杂的GC不断增加或同时运行以减少或者清楚应用程序的中断。有的GC使用单线程完成这项工作，有的则采用多线程以增加效率。

一些常用的垃圾收集器

（1）标记-清除收集器
这种收集器首先遍历对象图并标记可到达对象，然后扫描堆栈以寻找未标记对象并释放它们的内存。这种收集器一般使用单线程工作并停止其他操作。并且，由于它只是清除了那些未标记的对象，而并没有标记对象进行压缩，导致会产生大量的内存碎片，从而浪费内存。

（2）标记-压缩收集器
有时也叫标记-清除-压缩收集器，与标记-清除收集器有相同的标记阶段。在第二阶段，则把标记对象复制到堆栈中的新域，以便压缩堆栈，这种收集器也停止其他操作。

（3）复制收集器
这种收集器将堆栈分为两个域，常称为半空间。每次仅使用一半的空间，JVM生成的新对象则放在另一半空间中，从而压缩了堆栈。这种方法适用于短生存期的对象，持续复制长生存期的对象则导致效率降低。并且对于指定大小堆来说，需要两倍大小的内存，因为任何时候都只使用其中的一半。

（4）增量收集器
增量收集器把堆栈分为多个域，每次仅从一个域收集垃圾，也可理解为把堆栈分为一小块一小块，每次仅对某一个块进行垃圾收集。这会造成较小的应用程序中断时间，使得用户一般不能觉察到垃圾收集器正在工作。

（5）分代收集器
复制收集器的缺点是：每次收集时，所有的标记对象都要被拷贝，从而导致一些生命周期很长的对象被来回拷贝多次，消耗大量的时间。而分代收集器则可解决这个问题，分代收集器把堆栈分为两个或多个域，用以存放不同寿命的对象。JVM生成的新对象一般放在其中的某个域中。过一段时间，继续存在的对象（非短命对象）将获得使用期并转入更长寿命的域中。分代收集器对不同的域使用不同的算法以优化性能。

（6）并行收集器
使用某种传统的算法并使用多线程并行的执行它们的工作。在多CPU机器上使用多线程技术可以显著的提高Java应用程序的可扩展性。

使用垃圾收集器要注意的地方
（1）每个对象只能调用finalize()方法一次，如果在finalize()方法执行时产生异常，则该对象仍然可以被垃圾收集器收集。

（2）垃圾收集器跟踪每个对象，收集那些不可达对象，回收其占有的内存空间。但在进行垃圾收集的时候，垃圾收集器会调用该对象的finalize()方法（如果有）。如果在finalize()方法中，又使得该对象被程序引用（俗称复活了），则该对象就变成了可触及的对象，暂时不会被垃圾收集了。但是由于每个对象只能调用一次finalize()方法，所以每个对象也只可能“复活”一次。

（3）Java语言允许程序员为任何方法添加finalize()方法，该方法会在垃圾收集器交换回收对象之前被调用。但不要过分依赖该方法对系统资源进行回收和再利用，因为该方法调用后的执行结果是不可预知的。

（4）垃圾收集器不可以被强制执行，但程序员可以通过调用System.gc方法来建议执行垃圾收集。记住，只是建议。一般不建议自己写System.gc，因为会加大垃圾收集量的工作。