JAVA的垃圾回收机制探究

摘要：垃圾回收机制是JAVA的主要特性之一，在对垃圾回收机制的意义进行概述之后，文章分析了JAVA程序中的对象在何种条件下满足垃圾回收的要求以及在垃圾回收中应该注意的几个问题。

关键词：JAVA；垃圾回收机制

中图分类号：TP312文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-01

JAVA Garbage Collection Mechanism Study

Wang Xin

(Daqing Petroleum Administration Communications Company,Daqing163453,China)

Abstract:JAVA garbage collection mechanism is one of the main features of the garbage collection mechanism for an overview of the meaning,the paper analyzes the objects in the JAVA program to meet the conditions under which the requirements of garbage collection and garbage collection should be noted a few questions.

Keywords:JAVA;Garbage collection mechanism

一、垃圾收集的意义

在C++中，对象所占的内存在程序结束运行之前一直被占用，在明确释放之前不能分配给其它对象；而在Java中，当没有对象引用指向原先分配给某个对象的内存时，该内存便成为垃圾。JVM的一个系统级线程会自动释放该内存块。垃圾收集意味着程序不再需要的对象是“无用信息”，这些信息将被丢弃。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。事实上，除了释放没用的对象，垃圾收集也可以清除内存记录碎片。

垃圾收集能自动释放内存空间，减轻编程的负担。这使Java虚拟机具有一些优点。首先，它能使编程效率提高。在没有垃圾收集机制的时候，可能要花许多时间来解决一个难懂的存储器问题。在用Java语言编程的时候，靠垃圾收集机制可大大缩短时间。其次是它保护程序的完整性，垃圾收集是Java语言安全性策略的一个重要部份。

二、垃圾回收的有效措施

（一）Garbage Collection的应用

垃圾收集的一个潜在的缺点是它的开销影响程序性能。Java虚拟机必须追踪运行程序中有用的对象，而且最终释放没用的对象。这一个过程需要花费处理器的时间。其次垃圾收集算法的不完备性，早先采用的某些垃圾收集算法就不能保证100%收集到所有的废弃内存。当然随着垃圾收集算法的不断改进以及软硬件运行效率的不断提升，这些问题都可以迎刃而解。Java垃圾回收机制一般包含近十种算法。对这些算法中的多数，我们不必予以关心。只有其中最简单的一个：引用计数法，与编码有关。

在C++里，释放内存是手动处理的，要用delete运算符来释放分配的内存。这是流行的说法。确切地说，是应用认为不需要某实体时，就需用delete告诉系统，可以回收这块空间了。这个要求，对编码者来说，是件很麻烦、很难做到的事。随便上哪个BBS，在C/C++版块里总是有一大堆关于内存泄漏的话题。

Java采用一种不同的，很方便的方法：Garbage Collection。Java垃圾回收机制放在JVM里。JVM完全负责垃圾回收事宜，应用只在需要时申请空间，而在抛弃对象时不必关心空间回收问题。

（二）对象丢弃与回收

在C++里，当对象离开其作用域时，该对象即被应用抛弃。是对象的生命期不再与其作用域有关，而仅仅与引用有关，与编码有关一个对象，可以有一个或多个引用变量指向它。当一个对象不再有任何一个引用变量指向它时，这个对象就被应用抛弃了。JVM的垃圾回收机制对堆空间做实时检测。当发现某对象的引用计数为0时，就将该对象列入待回收列表中。但是，并不是马上予以销毁。

该对象被认定为没有存在的必要了，那么它所占用的内存就可以被释放。被回收的内存可以用于后续的再分配。但是，并不是对象被抛弃后当即被回收的。JVM进程做空间回收有较大的系统开销。如果每当某应用进程丢弃一个对象，就立即回收它的空间，势必会使整个系统的运转效率非常低下。前面说过，JVM的垃圾回收机制有多个算法。除了引用计数法是用来判断对象是否已被抛弃外，其它算法是用来确定何时及如何做回收。JVM的垃圾回收机制要在时间和空间之间做个平衡。

因此，为了提高系统效率，垃圾回收器通常只在满足两个条件时才运行：即有对象要回收且系统需要回收。切记垃圾回收要占用时间，因此，Java运行时系统只在需要的时候才使用它。因此你无法知道垃圾回收发生的精确时间。

三、垃圾回收应注意的问题

一个对象在运行时，可能会有一些东西与其关联。因此，当对象即将被销毁时，有时需要做一些善后工作。可以把这些操作写在finalize()方法（常称之为终止器）里。

这个终止器的用途类似于C++里的析构函数，而且都是自动调用的。但是，两者的调用时机不一样，使两者的表现行为有重大区别。C++的析构函数总是当对象离开作用域时被调用。这就是说，C++析构函数的调用时机是确定的，且是可被应用判知的。但是，Java终止器却是在对象被销毁时。由上所知，被丢弃的对象何时被销毁，应用是无法获知的。而且，对于大多数场合，被丢弃对象在应用终止后仍未销毁。

在编码时，考虑到这一点。譬如，某对象在运作时打开了某个文件，在对象被丢弃时不关闭它，而是把文件关闭语句写在终止器里。这样做对文件操作会造成问题。如果文件是独占打开的，则其它对象将无法访问这个文件。如果文件是共享打开的，则另一访问该文件的对象直至应用终结仍不能读到被丢弃对象写入该文件的新内容。

至少对于文件操作，编码者应认清Java终止器与C++析构函数之间的差异。那么，当应用终止，会不会执行应用中的所有finalize()呢？据Bruce Eckel在Thinking in Java里的观点：“到程序结束的时候，并非所有收尾模块都会得到调用”。这还仅仅是指应用正常终止的场合，非正常终止呢？因此，哪些收尾操作可以放在finalize()里，是需要酌酎的。

四、结语

总之，在Java语言中，判断一块内存空间是否符合垃圾收集器收集标准的标准只有两个：给对象赋予了空值null，以下再没有调用过；给对象赋予了新值，既重新分配了内存空间。最后再次提醒一下，一块内存空间符合了垃圾收集器的收集标准，并不意味着这块内存空间就一定会被垃圾收集器收集。