Java内存相关知识学习记录

一. 内存管理

Java 的内存管理就是对对象的分配和释放。
分配: 内存的分配是由程序完成的,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。
释放:对象的释放是由垃圾回收机制决定和执行的,这样做确实简化了程序员的工作。但同时,它也加重了 JVM 的工作。因为,GC 为了能够正确释放对象,GC 必须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,GC 都需要进行监控。

二. 数据在内存中是如何存储的

Java把内存分两种:一种是栈内存,另一种是堆内存

优缺点
优点 可以动态分配内存大小 存取速度比堆要快,仅次于直接位于 CPU 中的寄存器,栈数据可以共享
缺点 存取速度较慢 存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的,缺乏灵活性

1.在函数中定义的基本类型变量和对象的引用变量都在函数的栈内存中分配;
2.堆内存用来存放由 new 创建的对象和数组以及对象的成员变量。
在函数(代码块)中定义一个变量时,java 就在栈中为这个变量分配内存空间,当超过变量的作用域后,java 会自动释放掉为该变量所分配的内存空间。

三.内存泄露

在Java 中,如果存在一些被分配的对象,这些对象有下面两个特点:
首先,这些对象是可达的,即在有向图中,存在通路可以与其相连(也就是说仍存在该内存对象的引用);
其次,这些对象是无用的,即程序以后不会再使用这些对象。
如果对象满足这两个条件,这些对象就可以判定为Java中的内存泄漏,这些对象不会被 GC 所回收,然而它却占用内存。

四.垃圾回收机制

1.什么叫垃圾回收机制
垃圾回收是一种动态存储管理技术,它自动地释放不再被程序引用的对象,按照特定的垃圾收集算法来实现资源自动回收的功能。当一个对象不再被引用的时候,内存回收它占领的空间,以便空间被后来的新对象使用,以免造成内存泄露。

2.Java的垃圾回收有什么特点
JAVA 语言不允许程序员直接控制内存空间的使用。内存空间的分配和回收都是由 JRE 负责在后台自动进行的,尤其是无用内存空间的回收操作(garbagecollection,也称垃圾回收),只能由运行环境提供的一个超级线程进行监测和控制。

3.垃圾回收器什么时候会运行
一般是在 CPU 空闲或空间不足时自动进行垃圾回收,而程序员无法精确控制垃圾回收的时机和顺序等。

4.什么样的对象符合垃圾回收条件
当没有任何获得线程能访问一个对象时,该对象就符合垃圾回收条件。

5.垃圾回收器是怎样工作的
垃圾回收器如发现一个对象不能被任何活线程访问时,他将认为该对象符合删除条件,就将其加入回收队列,但不是立即销毁对象,何时销毁并释放内存是无法预知的。垃圾回收不能强制执行,然而 Java 提供了一些方法(如:System.gc()方法),允许你请求 JVM 执行垃圾回收,而不是要求,虚拟机会尽其所能满足请求,但是不能保证 JVM 从内存中删除所有不用的对象。

6.一个 java 程序能够耗尽内存吗
可以。垃圾收集系统尝试在对象不被使用时把他们从内存中删除。然而,如果保持太多活的对象,系统则可能会耗尽内存。垃圾回收器不能保证有足够的内存,只能保证可用内存尽可能的得到高效的管理。

7.垃圾收集前进行清理------finalize()方法
Java 提供了一种机制,使你能够在对象刚要被垃圾回收之前运行一些代码。这段代码位于名为 finalize()的方法内,所有类从 Object 类继承这个方法。由于不能保证垃圾回收器会删除某个对象。因此放在 finalize()中的代码无法保证运行。因此建议不要重写 finalize();

8.如何显示的使对象符合垃圾回收条件
1)空引用 :当对象没有对他可到达引用时,他就符合垃圾回收的条件。也就是说如果没有对他的引用,删除对象的引用就可以达到目的,因此我们可以把引用变量设置为 null,来符合垃圾回收的条件。

2) 重新为引用变量赋值:可以通过设置引用变量引用另一个对象来解除该引用变量与一个对象间的引用关系。

3) 方法内创建的对象:所创建的局部变量仅在该方法的作用期间内存在。一旦该方法返回,在这个方法内创建的对象就符合垃圾收集条件。有一种明显的例外情况,就是方法的返回对象。

五.如何把程序写得更健壮

1.尽早释放无用对象的引用
好的办法是使用临时变量的时候,让引用变量在退出活动域后,自动设置为 null,暗示垃圾收集器来收集该对象,防止发生内存泄露。对于仍然有指针指向的实例,jvm 就不会回收该资源,因为垃圾回收会将值为 null 的对象作为垃圾,提高 GC 回收机制效率。

2.定义字符串应该尽量使用 String str="hello"的形式 ,避免使用 String str = new String("hello") 的形式
因为要使用内容相同的字符串,不必每次都new一个String。

3.程序里不可避免大量使用字符串处理,避免使用String,应大量使用 StringBuffer
因为 String 被设计成不可变(immutable)类,所以它的所有对象都是不可变对象。

4.尽量少用静态变量
因为静态变量是全局的,GC不会回收的。

5.尽量避免在类的构造函数里创建、初始化大量的对象
防止在调用其自身类的构造器时造成不必要的内存资源浪费,尤其是大对象,JVM 会突然需要大量内存,这时必然会触发GC优化系统内存环境;显示的声明数组空间,而且申请数量还极大。

6.尽量在合适的场景下使用对象池技术
以提高系统性能,缩减缩减开销,但是要注意对象池的尺寸不宜过大,及时清除无效对象释放内存资源,综合考虑应用运行环境的内存资源限制,避免过高估计运行环境所提供内存资源的数量。

7.数据量较大的对象,可以考虑分块进行处理 ,然后解决一块释放一块的策略

8.不要在经常调用的方法中创建对象,尤其是忌讳在循环中创建对象
可以适当的使用 hashtable,vector 创建一组对象容器,然后从容器中去取那些对象,而不用每次 new 之后又丢弃。

9.读取文件或数据库时,避免一次获取太多的数据,导致Out Of Memory Error
这时就大概要计算一下数据量的最大值是多少,并且设定所需最小及最大的内存空间值。

10.尽量少用 finalize 函数
因为 finalize()会加大 GC 的工作量,而 GC 相当于耗费系统的计算能力。

11.不要过滥使用哈希表
使用 hash 表(hash 表在 JDK 中的一个实现就是 HashMap)来缓存一些数据,提高系统速度的同时也加大了系统的内存占用,特别是当缓存的数据比较多的时候。解决思路是,给被缓存的分配一个一定大小的缓存容器,按照一定的算法淘汰不需要继续缓存的对象,这样一方面会因为进行了对象缓存而提高了系统的运行效率,同时由于缓存容器不是无限制扩大,从而也减少了系统的内存占用。
【摘抄自Java 内存管理

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