Java 垃圾回收机制详解(动力节点Java学院整理)

下面就来详细讲解一下Java垃圾回收机制的完整攻略。

什么是Java垃圾回收机制？

在Java程序运行时，创建了很多对象。这些对象可能被使用，也有可能不需要使用了，但是它们占用着内存空间。如果没有及时处理，这些无用的对象会一直占用着内存，导致内存不足。因此，Java提供了垃圾回收机制，专门负责回收这些无用的对象占用的内存空间，为程序提供更多的内存供应。

Java垃圾回收机制的过程

垃圾回收机制的过程主要分为四个步骤：

1. 标记

首先，将所有在内存中的对象都标记一遍。所有被标记的对象将被视为有用的对象。

1. 清除

然后，将所有没有被标记的对象从内存中清除掉。这样，程序占用的内存空间就被释放了。

1. 压缩

当垃圾回收机制清除了一些对象之后，内存中可能会出现一些空洞。在这种情况下，Java垃圾回收机制会对内存空洞进行压缩，使内存空间更为紧凑。

1. 碎片整理

由于Java垃圾回收机制只能回收内存中的垃圾对象，因此在程序长时间运行之后，可能会出现内存碎片的情况。在这种情况下，Java垃圾回收机制会对内存碎片进行整理，使内存更加整齐顺畅。

Java垃圾回收机制的种类

Java垃圾回收机制有两种：

1. 引用计数法

引用计数法是一种最基础的垃圾回收算法。在这种算法中，每个对象都有一个引用计数器。当一个对象被引用时，这个计数器就加一；当一个对象被释放时，这个计数器就减一。当计数器的值降为零时，这个对象就会被垃圾回收机制回收。

但是，引用计数法有一个很明显的问题：当两个对象互相引用时，它们的计数器的值永远不会降为零，这样就会导致内存泄漏。因此，引用计数法很少被使用。

1. 标记-清除算法

标记-清除算法是Java垃圾回收机制的主要算法。在这种算法中，垃圾回收机制会遍历所有的对象，将所有正在被使用的对象标记为“有用的对象”，然后将所有没有被标记的对象从内存中清除掉。

但是，标记-清除算法也有一个很明显的问题：内存空间有可能会出现很多小的空洞。这样，对于大的对象来说，它们就无法被创建，从而导致内存碎片。因此，Java垃圾回收机制还有其他的优化算法，比如分代算法、复制算法、标记-整理算法等。

两个示例

下面，我们来看两个示例，演示Java垃圾回收机制的处理过程。

示例1

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "hello";
        String s2 = "world";
        String s3 = s1 + s2;
        String s4 = "helloworld";
        System.out.println(s3 == s4);
    }
}

在这个示例中，我们定义了4个字符串对象。这些字符串对象会占用一定的内存空间。当这个程序运行完之后，Java垃圾回收机制会遍历所有的字符串对象，将没有被使用的对象清除掉，释放内存空间。

示例2

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        int size = 2 * 1024 * 1024;
        byte[] bytes1 = new byte[size];
        byte[] bytes2 = new byte[size];
        byte[] bytes3 = new byte[size];
        byte[] bytes4 = new byte[size];
        System.out.println("分配了4个2MB的内存空间");
    }
}

在这个示例中，我们定义了四个 byte 数组对象，每个数组的大小为 2MB。这些对象占用了一定的内存空间。当这个程序运行完之后，Java垃圾回收机制会遍历所有的 byte 数组对象，将没有被使用的对象清除掉，释放内存空间。由于这些对象非常大，因此可能会导致内存碎片的问题。为了避免这个问题，Java垃圾回收机制会对这些对象进行内存碎片整理操作。