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南京Java培训机构谈Java的内存分配与释放问题

2015-09-11 09:56

   1、Java的内存管理就是对象的分配和释放问题。

 

  在Java中,程序员需要通过关键字new为每个对象申请内存空间 (基本类型除外),所有的对象都在堆 (Heap)中分配空间。

 

  对象的释放是由GC决定和执行的。

 

  在Java中,内存的分配是由程序完成的,而内存的释放是有GC完成的,这种收支两条线的方法简化了程序员的工作。但也加重了JVM的工作。这也是Java程序运行速度较慢的原因之一。南京Java培训机构

 

  GC释放空间方法:

 

  监控每一个对象的运行状态,包括对象的申请、引用、被引用、赋值等。当该对象不再被引用时,释放对象。

 

  2、内存管理结构

 

  Java使用有向图的方式进行内存管理,对于程序的每一个时刻,我们都有一个有向图表示JVM的内存分配情况。

 

  将对象考虑为有向图的顶点,将引用关系考虑为图的有向边,有向边从引用者指向被引对象。另外,每个线程对象可以作为一个图的起始顶点,例如大多程序从main进程开始执行,那么该图就是以main进程顶点开始的一棵根树。在这个有向图中,根顶点可达的对象都是有效对象,GC将不回收这些对象。如果某个对象 (连通子图)与这个根顶点不可达(注意,该图为有向图),那么我们认为这个(这些)对象不再被引用,可以被GC回收。

 

  3、使用有向图方式管理内存的优缺点

 

  Java使用有向图的方式进行内存管理,可以消除引用循环的问题,例如有三个对象,相互引用,只要它们和根进程不可达的,那么GC也是可以回收它们的。

 

  这种方式的优点是管理内存的精度很高,但是效率较低。

 

  另外一种常用的内存管理技术是使用计数器,例如COM模型采用计数器方式管理构件,它与有向图相比,精度行低(很难处理循环引用的问题),但执行效率很高。

 

  ★ Java的内存泄露

 

  Java虽然由GC来回收内存,但也是存在泄露问题的,只是比C++小一点。

 

  1、与C++的比较

 

  c++所有对象的分配和回收都需要由用户来管理。即需要管理点,也需要管理边。若存在不可达的点,无法在回收分配给那个点的内存,导致内存泄露。存在无用的对象引用,自然也会导致内存泄露。

 

  Java由GC来管理内存回收,GC将回收不可达的对象占用的内存空间。所以,Java需要考虑的内存泄露问题主要是那些被引用但无用的对象——即指要管理边就可以。被引用但无用的对象,程序引用了该对象,但后续不会再使用它。它占用的内存空间就浪费了。

 

  如果存在对象的引用,这个对象就被定义为“活动的”,同时不会被释放。

 

  2、Java内存泄露处理

 

  处理Java的内存泄露问题:确认该对象不再会被使用。

 

  典型的做法——

 

  把对象数据成员设为null

 

  从集合中移除该对象

 

  注意,当局部变量不需要时,不需明显的设为null,因为一个方法执行完毕时,这些引用会自动被清理。南京Java培训

 

  例子:

 

  List myList=new ArrayList();

 

  for (int i=1;i<100; i++)

 

  {

 

  Object o=new Object();

 

  myList.add(o);

 

  o=null;

 

  }

 

  //此时,所有的Object对象都没有被释放,因为变量myList引用这些对象。

 

  当myList后来不再用到,将之设为null,释放所有它引用的对象。之后GC便会回收这些对象占用的内存。

 

  ★  对GC操作

 

  对GC的操作并不一定能达到管理内存的效果。

 

  GC对于Java程序员来说基本是透明的,不可见的。我们只有几个函数可以访问GC,例如运行GC的函数System.gc(),System.。

 

  但是根据Java语言规范定义, System.gc()函数不保证JVM的垃圾收集器一定会执行。因为,不同的JVM实现者可能使用不同的算法管理GC。通常,GC的线程的优先级别较低。

 

  JVM调用GC的策略有很多种,有的是内存使用到达一定程度时,GC才开始工作,也有定时执行的,有的是平缓执行GC,有的是中断式执行GC。但通常来说,我们不需要关心这些。除非在一些特定的场合,GC的执行影响应用程序的性能,例如对于基于Web的实时系统,如网络游戏等,用户不希望GC突然中断应用程序执行而进行垃圾回收,那么我们需要调整GC的参数,让GC能够通过平缓的方式释放内存,例如将垃圾回收分解为一系列的小步骤执行,Sun提供的HotSpot JVM就支持这一特性。南京Java培训机构

 

  ★  内存泄露检测

 

  市场上已有几种专业检查Java内存泄漏的工具,它们的基本工作原理大同小异,都是通过监测Java程序运行时,所有对象的申请、释放等动作,将内存管理的所有信息进行统计、分析、可视化。开发人员将根据这些信息判断程序是否有内存泄漏问题。这些工具包括Optimizeit Profiler,JProbe Profiler,JinSight , Rational 公司的Purify等。

 

  在运行过程中,我们可以随时观察内存的使用情况,通过这种方式,我们可以很快找到那些长期不被释放,并且不再使用的对象。我们通过检查这些对象的生存周期,确认其是否为内存泄露。

 

  ★  软引用

 

  特点:只有当内存不够的时候才回收这类内存,同时又保证在Java抛出OutOfMemory异常之前,被设置为null。

 

  保证最大限度的使用内存而不引起OutOfMemory异常。

 

  在某些时候对软引用的使用会降低应用的运行效率与性能,例如:应用软引用的对象的初始化过程较为耗时,或者对象的状态在程序的运行过程中发生了变化,都会给重新创建对象与初始化对象带来不同程度的麻烦。南京Java培训机构

 

  用途:

 

  可以用于实现一些常用资源的缓存,实现Cache的功能

 

  处理一些占用内存大而且声明周期较长,但使用并不频繁的对象时应尽量应用该技术

 

  ★  Java程序设计中有关内存管理的经验

 

  1.最基本的建议是尽早释放无用对象的引用。如:

 

  ...

 

  A a = new A();

 

  //应用a对象

 

  a = null; //当使用对象a之后主动将其设置为空

 

  ….

 

  江苏万和计算机培训中心注:如果a 是方法的返回值,不要做这样的处理,否则你从该方法中得到的返回值永远为空,而且这种错误不易被发现、排除

 

  2.尽量少用finalize函数。它会加大GC的工作量。

 

  3.如果需要使用经常用到的图片,可以使用soft应用类型。它尽可能把图片保存在内存中

 

  4.注意集合数据类型,包括数组、树、图、链表等数据结构,这些数据结构对GC来说,回收更为复杂。

 

  5.尽量避免在类的默认构造器中创建、初始化大量的对象,防止在调用其自类的构造器时造成不必要的内存资源浪费

 

  6.尽量避免强制系统做垃圾内存的回收,增长系统做垃圾回收的最终时间

 

  7.尽量避免显式申请数组空间

 

  8.尽量做远程方法调用类应用开发时使用瞬间值变量,除非远程调用端需要获取该瞬间值变量的值。

 

  9.尽量在合适的场景下使用对象池技术以提高系统性能。


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