java语言中的垃圾回收机制

java语言中的垃圾回收机制

java是描述平台应用的面向的编程语言，由sun微软系统的詹姆斯斯林和其他人于20世

纪90年代初开发。伴随着Java技术的普及，网络上越来越多的服务器程序采用Java技

术，特别是Internet使Java成为网上最流行的编程语言。在传统的高级编程语言(例

C++)中，对象的创建和回收均由程序员自行负责，如果创建了对象而忘记回收，则会造

成内存泄漏，长此以往，程序运行的时候可能会生成很多不清除的垃圾，浪费了不必要的

内存空间，有时还可能引起系统的崩溃。在Java中，引入了垃圾回收机制:垃圾回收器

(GarbcigeCollector,GC),可以自动回收内存中的垃圾，这是Java语言相对于其它语

言的优势，但是内存泄漏并不会因此而完全避免。

1自动的垃圾回收机制

大多数C++编译器不支持垃圾I可收机制。通常使用C++编程的时候，程序员所创建的对象

在创建时在堆栈上分配一块内存地址，当不需要这个对象，进行析构或者删除的时候再释

放分配的内存空间。如果对象是在堆上分配了，而程序员乂忘记进行释放，这些空间乂无

法自动回收，就会造成内存泄漏。而无法回收的内存空间，即丢失的内存(称为“垃

圾”)，除非是重新启动系统否则永远也不会还给操作系统。长此以往，程序运行的时候

可能会生成很多垃圾，浪费了不必要的内存空间。更糟糕的是，如果同一内存地址被删除

两次的话，程序会变得不稳定，甚至崩溃。

Java语言则不同，上述的情况被自动垃圾问收机制自动处理。对象的建立和放置都是在内

存堆栈上面进行的。程序或者其他的对象可以锁定一块堆栈地址来进行其他对象的引用。

当一个对象没有任何引用的时候，Java的自动垃圾回收机制就发挥作用，自动删除这个对

象所占用的空间，释放内存以避免内存泄漏。但是内存泄漏并不是就此而完全避免了，当

程序员疏忽大意地忘记解除一个对象不应该有的引用的时候，内存泄漏仍然不可避免，不

过发生的几率要比不启用垃圾回收机制的C++程序少很多。但是总体来讲，自动垃圾回收

机制要安全和简单许多。

2垃圾回收机制

2.1引用对象已经超过其作用域

垃圾，内存中的垃圾，即内存中已无效但又无法自动释放的空间。在Java语言中，没有

引用句柄指向的类对象最容易成为垃圾。产生垃圾的情况有很多，主要有以下3种：

(1)超出对象的引用句柄的作用域时，这个引用句柄引用的对象就变成垃圾。

例1

引用句柄pl的作用域是从定义到“}”处，执行完这对大括号中的所有代码后，产生的

Person对象就会变成垃圾，因为引用这个对象的句柄pl已超过其作用域，pl已经无效，

Person对象不再被任何句柄引用了。

(2)没有超出对象的引用句柄的作用域时，给这个引用句柄赋值为空时，这个引用句柄

引用的对象就变成垃圾。

例2

在执行完"Pl=null;"后：即使句柄D1还没有超出其作用域,，仍然有效，但它已被赋值

为空，不再指向任何对象：则这个Person对象不再被任何句柄引用，变成了垃圾。此后

P1还可以指向其它Person对象，因为还没有超出它的作用域。

(3)创建匿名对象时，匿名对象用完以后即成垃圾。

例3

因此，在程序中应尽量少!IJ匿名对象。

2.2释放内存空间

在Java程序运行过程中，一个垃圾回收器(GarbageCollector,简称GC)会不定时地被

唤起检杳是否有不再被使用的对象，并释放它们占用的内存空间。垃圾回收器的回收无规

律可循，可能在程序的运行的过程中，一次也没有启动，也可能启动很多次。因此，并不

会因为程序代码一产生垃圾，垃圾回收器就马上被唤起而自动回收垃圾，很可能到程序结

束时垃圾回收器都没有启动。所以垃圾回收器并不能完全避免内存泄漏的问题。

另一方面，垃圾回收会给系统资源带来额外的负担和时空开销。它被启动的几率越小，带

来的负担的几率就越小。因此，垃圾的回收策略也很重要。

2.3次释放型内存空间

不同厂商、不同版本的Java虚拟机中的内存垃圾回收机制并不完全一样，通常越新版本

的内存回收机制越快。而不同的Java虚拟机采用不同的回收策略，常用的有两种：复制式

回收策略和自省式回收策略。

复制式回收策略:先将正在运行中的程序暂停，然后把正在被使用的所有对象从它们所在

的堆内存A里复制到另一块堆内存B,再释放堆内存A中的所有空间，这些不再使用的对

象所占用的内存空间就会被释放掉。这种方式需要维护所需内存数量的至少两倍的内存空

间，适合垃圾比较多的情况。当程序只产生了少量垃圾或者没有垃圾时，这种回收策略的

效率就非常低。

自省式回收策略:首先检测所有正在使用的对象，并为它们标注，比如用1来标注正在使

用的对象，用0来标注不再被使用的对象，然后将所有标注为0的内存空间一次释放。因

为标注会增大系统的开销，因此这种方式的速度仍然很慢，尤其是在垃圾比较多的情况下,

效率会很低。这种方法适合垃圾比较少的情况。

这两种方式具有互补性，因此在一些Java虚拟机中两种方式被有机的结合运用。

由于Java的垃圾回收器的启用不由程序员控制，而且同收也无规律可循，并不会一产生

了垃圾，垃圾回收器就被唤起;有时甚至可能到程序终止，回收器都没有启动的机会。因

此这个垃圾回收机制不是一个很可靠的机制。因为垃圾不能及时回收，它们所占用的内存

空间不能释放，就会影响程序的性能;如果某段程序产生大量的垃圾而没有回收，回收工

作也会变得困难。为了解决这个问题，Java提供一个Sys吐川.gc()方法，可以强制启动

垃圾回收器来回收垃圾，以减少内存泄露发生的概率。

例4匿名对象会产生垃圾：如果担心这些垃圾不能及时回收，可以在使用完这些匿名对象

以后，加上一条语句:System,gc(),强制启动垃圾回收器来回收垃圾。

程序的运行结果如图2所示。

System,gc()有一个特点，就是在对象被当成垃圾从内存中释放前要调用finalize()

方法，而且释放一个对象调用一次finalize()方法。从程序的运行结果可以看到:泣圾

回收器后动以后，井不一定马上回收垃圾，很可能要等待一段时间才执行。这是因为在程

序运行过程中，垃圾收集线程优先级比较低，如果有比这个线程优先级高的线程，先运行

这些优先级高的线程，等这些线程执行完毕，才进行垃圾回收。所以System,gc()方法

只是一种“建议”，它建议Java虚拟机执行垃圾回收，释放内存空间，但不能够预知什

么时候能够回收。

如果把“System,gc();"语句，放在第二个匿名对象语句后面，再进行编译和执行，其

结果将如图3所示。

这是因为，启动完垃圾回收器以后，它只能检测到在垃圾回收器强制启动之前程序运行所

产生的垃圾，Java的虚拟机尽最大的努力从被丢弃的对象上回收垃圾;对于在启动垃汲回

收器以后产生的垃圾，这个线程检测到的概率就非常小了，如果检测不到，就不能回收这

些垃圾。

因此，Java中的垃圾回收器机制及System,gc()方法，并不能够完全避免内存泄露的问

题，只是尽可能降低内存泄露的可能性和程度。

4java编程中应该注意的问题

为了提高垃圾的回收效率：在实际应用中，使用卜列几种方法可以在一定程度上避免Java

中的内存泄露。

(1)尽量利用公开对象，忽视内部模式

匿名对象被使用完以后就会变成垃圾;而在内部类中，隐含着一个外部类对象的引用，这

个引用也无法自动消除。

(2)调用tableity方法

因为System,gc()方法在回收每一个对象所占用的内存空间时，都会调用finalize()

方法，在这个方法中的任何操作都会增加垃圾回收的开销。

(3)启动垃圾回收

在程序中可以显式地调用System,gc()方法，但这种方法不能保证清除所有的垃圾。另

外垃圾回收也是一个线程，也会消耗系