GC垃圾回收:
Grabage Collection相信学过JAVA的人都知道这个是什么意思.但是他是如何工作的呢?
首先，JVM在管理内存的时候对于变量的管理总是分新对象和老对象。新对象也就是开发者new出来的对象，但是由于生命周期短，那么他占用的内存并不是马上释放，而是被标记为老对象，这个时候该对象还是要存在一段时间。然后由JVM决定他是否是垃圾对象，并进行回收。
所以我们可以知道，垃圾内存并不是用完了马上就被释放，所以就会产生内存释放不及时的现象，从而降低了内存的使用。而当程序浩大的时候。这种现象更为明显，并且GC的工作也是需要消耗资源的。所以，也就会产生内存浪费。
JVM中的对象生命周期里谈内存回收:
对象的生命周期一般分为7个阶段：创建阶段，应用阶段，不可视阶段，不可到达阶段，可收集阶段，终结阶段，释放阶段。
创建阶段：首先大家看一下,如下两段代码:
test1:
for( int i=0; i<10000; i++)
Object obj=new Object();
test2:
Object obj=null;
for( int i=0; i<10000; i++)
obj=new Object();
这两段代码都是相同的功能，但是显然test2的性能要比test1性能要好，内存使用率要高，这是为什么呢?原因很简单，test1每次执行for循环都要创建一个Object的临时对象，但是这些临时对象由于JVM的GC不能马上销毁，所以他们还要存在很长时间，而test2则只是在内存中保存一份对象的引用，而不必创建大量新临时变量，从而降低了内存的使用。
另外不要对同一个对象初始化多次。例如:
public class A{
private Hashtable table = new Hashtable();
public A(){ table = new Hashtable();
// 这里应该去掉,因为table已经被初始化.
}
}
这样就new了两个Hashtable，但是却只使用了一个。另外一个则没有被引用.而被忽略掉.浪费了内存.并且由于进行了两次new操作.也影响了代码的执行速度。
应用阶段：即该对象至少有一个引用在维护他.
不可视阶段：即超出该变量的作用域。这里有一个很好的做法,因为JVM在GC的时候并不是马上进行回收,而是要判断对象是否被其他引用在维护.所以,这个时候如果我们在使用完一个对象以后对其obj=null或者obj.doSomething()操作,将其标记为空,可以帮助JVM及时发现这个垃圾对象.
不可到达阶段：就是在JVM中找不到对该对象的直接或者间接的引用。
可收集阶段,终结阶段,释放阶段：此为回收器发现该对象不可到达,finalize方法已经被执行,或者对象空间已被重用的时候。
JAVA的析构方法:
可能不会有人相信,JAVA有析构函数? 是的,有。因为JAVA所有类都继承至Object类,而finalize就是Object类的一个方法,这个方法在JAVA中就是类似于C++析构函数.一般来说可以通过重载finalize方法的形式才释放类中对象.如:
public class A{
public Object a;
public A(){ a = new Object ;}
protected void finalize() throws java.lang.Throwable{
a = null; // 标记为空,释放对象
super.finalize(); // 递归调用超类中的finalize方法.
}
}
当然,什么时候该方法被调用是由JVM来决定的一般来说,我们需要创建一个destory的方法来显式的调用该方法.然后在finalize也对该方法进行调用,实现双保险的做法.
由于对象的创建是递归式的,也就是先调用超级类的构造,然后依次向下递归调用构造函数,所以应该避免在类的构造函数中初始化变量,这样可以避免不必要的创建对象造成不必要的内存消耗.当然这里也就看出来接口的优势.
数组的创建:
由于数组需要给定一个长度,所以在不确定数据数量的时候经常会创建过大,或过小的数组的现象.造成不必要的内存浪费,所以可以通过软引用的方式来告诉JVM及时回收该内存.(软引用,具体查资料).
例如:
Object obj = new char[10000000000000000];
SoftReference ref = new SoftReference(obj);
共享静态存储空间:
我们都知道静态变量在程序运行期间其内存是共享的,因此有时候为了节约内存工件,将一些变量声明为静态变量确实可以起到节约内存空间的作用.但是由于静态变量生命周期很长,不易被系统回收,所以使用静态变量要合理,不能盲目的使用.以免适得其反。
因此建议在下面情况下使用:
1,变量所包含的对象体积较大,占用内存过多.
2,变量所包含对象生命周期较长.
3,变量所包含数据稳定.
4,该类的对象实例有对该变量所包含的对象的共享需求.(也就是说是否需要作为全局变量).
对象重用与GC:
有的时候,如数据库操作对象,一般情况下我们都需要在各个不同模块间使用,所以这样的对象需要进行重用以提高性能.也有效的避免了反复创建对象引起的性能下降.
一般来说对象池是一个不错的注意.如下:
public abstarct class ObjectPool{
private Hashtable locked,unlocked;
private long expirationTime;
abstract Object create();
abstract void expire( Object o);
abstract void validate( Object o);
synchronized Object getObject(){...};
synchronized void freeObject(Object o){...};
}
这样我们就完成了一个对象池,我们可以将通过对应的方法来存取删除所需对象.来维护这快内存提高内存重用.
当然也可以通过调用System.gc()强制系统进行垃圾回收操作.当然这样的代价是需要消耗一些cpu资源.
不要提前创建对象:
尽量在需要的时候创建对象,重复的分配,构造对象可能会因为垃圾回收做额外的工作降低性能.
JVM内存参数调优:
强制内存回收对于系统自动的内存回收机制会产生负面影响,会加大系统自动回收的处理时间,所以应该尽量避免显式使用System.gc(),
JVM的设置可以提高系统的性能.例如:
java -XX:NewSize=128m -XX:MaxNewSize=128m -XX:SurvivorRatio=8 -Xms512m -Xmx512m
具体可以查看java帮助文档.我们主要介绍程序设计方面的性能提高.
JAVA程序设计中有关内存管理的其他经验:
根据JVM内存管理的工作原理,可以通过一些技巧和方式让JVM做GC处理时更加有效.,从而提高内存使用和缩短GC的执行时间.
1,尽早释放无用对象的引用.即在不使用对象的引用后设置为空,可以加速GC的工作.(当然如果是返回值.....)
2,尽量少用finalize函数,此函数是JAVA给程序员提供的一个释放对象或资源的机会,但是却会加大GC工作量.
3,如果需要使用到图片,可以使用soft应用类型,它可以尽可能将图片读入内存而不引起OutOfMemory.
4,注意集合数据类型的数据结构,往往数据结构越复杂,GC工作量更大,处理更复杂.
5,尽量避免在默认构造器(构造函数)中创建,初始化大量的对象.
6,尽量避免强制系统做垃圾回收.会增加系统做垃圾回收的最终时间降低性能.
7,尽量避免显式申请数组,如果不得不申请数组的话,要尽量准确估算数组大小.
8,如果在做远程方法调用.要尽量减少传递的对象大小.或者使用瞬间值避免不必要数据的传递.
9,尽量在合适的情况下使用对象池来提高系统性能减少内存开销,当然,对象池不能过于庞大,会适得其反.
Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干不同的数据区域，这些区域都有各自的用途以及创建和销毁的时间。Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域，如下图所示：
下面就每一个区域进行阐述。
二、运行时数据区域程序计数器程序计数器，可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里，字节码解释器工作就是通过改变程序计数器的值来选择下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都要依赖这个计数器来完成。
多线程中，为了让线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程之间互不影响、独立存储，因此这块内存是 线程私有 的。
当线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是在正在执行的虚拟机字节码指令的地址；当执行的是Native方法，这个计数器值为空。
此内存区域是唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域 。
Java虚拟机栈Java虚拟机栈也是线程私有的 ，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链表、方法出口信息等。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
局部变量表中存放了编译器可知的各种基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用和returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)。
如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈本地方法栈与虚拟机的作用相似，不同之处在于虚拟机栈为虚拟机执行的Java方法服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。有的虚拟机直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
会抛出stackOverflowError和OutOfMemoryError异常。
Java堆
Java堆是所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建，此内存区域的唯一目的就是存放对象实例 。
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。由于现在收集器基本采用分代回收算法，所以Java堆还可细分为：新生代和老年代。从内存分配的角度来看，线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区(TLAB)。
Java堆可以处于物理上不连续的内存空间，只要逻辑上连续的即可。在实现上，既可以实现固定大小的，也可以是扩展的。
如果堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法完成扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
方法区
方法区是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据 。
相对而言，垃圾收集行为在这个区域比较少出现，但并非数据进了方法区就永久的存在了，这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载，
当方法区无法满足内存分配需要时，将抛出OutOfMemoryError异常。
运行时常量池：
是方法区的一部分，它用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。
直接内存
直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，在NIO类中引入一种基于通道与缓冲区的IO方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。
直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是会受到本机内存大小的限制，所有也可能会抛OutOfMemoryError异常。
三、对象的创建、布局和访问过程对象的创建
创建一个对象通常是需要new关键字，当虚拟机遇到一条new指令时，首先检查这个指令的参数是否在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果那么执行相应的类加载过程。
类加载检查通过后，虚拟机将为新生对象分配内存。为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来。分配的方式有两种： 一种叫 指针碰撞 ，假设Java堆中内存是绝对规整的，用过的和空闲的内存各在一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，分配内存就是把那个指针向空闲空间的那边挪动一段与对象大小相等的距离。 另一种叫 空闲列表 ：如果Java堆中的内存不是规整的，虚拟机就需要维护一个列表，记录哪个内存块是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的记录。 采用哪种分配方式是由Java堆是否规整决定的，而Java堆是否规整是由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定的。 另 外一个需要考虑的问题就是对象创建时的线程安全问题，有两种解决方案：一是对分配内存空间的动作进行同步处理；另一种是吧内存分配的动作按照线程划分在不 同的空间之中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存(TLAB)，哪个线程要分配内存就在哪个线程的TLAB上分配，只有TLAB用完并分配 新的TLAB时才需要同步锁定。
内存分配完成后，虚拟机需要将分配到的内存空间初始化为零值。这一步操作保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就可以直接使用。
接下来虚拟机要对对象进行必要的设置，例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息等，这些信息存放在对象的对象头中。
上面的工作都完成以后，从虚拟机的角度来看一个新的对象已经产生了。但是从Java程序的角度，还需要执行init方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正可用的对象才算完全产生出来。
对象的内存布局在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可分为三个部分： 对象头、实例数据和对齐填充。
对象头包括两个部分：第一部分用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码、GC分代年龄、线程所持有的锁等。官方称之为“Mark Word”。第二个部分为是类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。
实例数据是对象真正存储的有效信息，也是程序代码中所定义的各种类型的字段内容。
对齐填充并不是必然存在的，仅仅起着占位符的作用。、Hotpot VM要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，对象头部分正好是8字节的倍数，所以当实例数据部分没有对齐时，需要通过对齐填充来对齐。
对象的访问定位Java程序通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。主要的访问方式有使用句柄和直接指针两种：
句柄：Java堆将会划出一块内存来作为句柄池，引用中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息 。如图所示：
直接指针：Java堆对象的布局要考虑如何放置访问类型数据的相关信息，引用中存储的就是对象地址 。如图所示：
两个方式各有优点，使用句柄最大的好处是引用中存储的是稳定的句柄地址，对象被移动时只会改变句柄中实例的地址，引用不需要修改、使用直接指针访问的好处是速度更快，它节省了一次指针定位的时间开销。
| 欢迎光临 信息发布软件,b2b软件,广告发布软件 (http://postbbs.com/) | Powered by Discuz! X3.2 |