4.5 内存垃圾回收问题
那本谭浩强主编的Java入门教材说：
……
1、简单性
设计Java语言的出发点就是容易编程，不需要深奥的知识。Java语言的风格十分接近C++语言，但要比C++简单得多。Java舍弃了一些不常用的、难以理解的、容易混淆的成分，如运算符重载、多继承等。增加了自动垃圾搜集功能，用于回收不再使用的内存区域。这不但使程序易于编写，而且大大减少了由于内存分配而引发的问题。
……
这样类似的描述出现在众多的Java入门级教材中，非常容易让人们忽略了内存垃圾回收的问题，其实Java的垃圾回收问还是需要关注一下的。这个问题在招聘单位的笔试题中出现的频率也比较高，我们需要好好的研究一下Java的垃圾回收机制。
4.5.1 什么是内存垃圾，哪些内存符合垃圾的标准
我们在前面讲过了，堆是一个"运行时"数据区，是通过"new"等指令建立的，Java的堆是由Java的垃圾回收机制来负责处理的，堆是动态分配内存大小，垃圾收集器可以自动回收不再使用的内存空间。
也就是说，所谓的"内存垃圾"是指在堆上开辟的内存空间在不用的时候就变成了"垃圾"。
C++或其他程序设计语言中，必须由程序员自行声明产生和回收，否则其中的资源将消耗，造成资源的浪费甚至死机。但手工回收内存往往是一项复杂而艰巨的工作。因为要预先确定占用的内存空间是否应该被回收是非常困难的！如果一段程序不能回收内存空间，而且在程序运行时系统中又没有了可以分配的内存空间时，这段程序就只能崩溃。
Java和C++相比的优势在于，这部分"垃圾"可以被Java
虚拟机（JVM）中的一个程序发现并自动清除掉，而不用程序员自己想着"delete"了。
Java语言提供了一个系统级的线程，即垃圾收集器线程（Garbage Collection
Thread），来跟踪每一块分配出去的内存空间，当JVM处于空闲循环时，自动回收每一块可以回收的内存。
4.5.1.1 垃圾回收工作机制
垃圾收集器线程它是一种低优先级的线程，它必须在一个Java程序的运行过程中出现内存空闲的时候才去进行回收处理。
垃圾收集器系统有其判断内存块是否需要回收的判断标准的。垃圾收集器完全是自动被执行的，它不能被强制执行，即使程序员能明确地判断出某一块内存应该被回收了，也不能强制执行垃圾回收程序进行垃圾回收。
程序员可以做的只有调用"System.gc()"来"建议"执行垃圾收集器程序，但是这个垃圾收集程序什么时候被执行以及是否被执行了，都是不不能控制的。但是虽然垃圾收集器是低优先级的线程，却在系统内存可用量过低时，它仍然可能会突发地执行来挽救系统。
4.5.1.2 哪些符合"垃圾"标准
如果想了解JVM的垃圾回收，就必须要知道JVM垃圾回收的标准。
垃圾收集器的"垃圾"标准：对象已经不能被程序中的其他程序所引用的时候，那么这个对象的内存空间已经没有用了。
比如当一个方法执行完毕时，在这个方法中声明的对象就超出其声明周期，这时候就可以被当作垃圾收集了，只有当这个方法被再次被调用时才会被重新创建。
例如：
……
public void function(){
OBJ obj=new OBJ();
……
}
……
|
另外还可以将对象的引用变量初始化为null值，也可以来暗示垃圾收集器来收集该对象。
例如：
……
OBJ obj=new OBJ();
Obj=null;
……
|
finalize()在该对象垃圾回收前调用
垃圾收集器跟踪每一个对象，把那些不可到达的对象占有的内存空间收集起来，并且在每次进行垃圾收集之前，垃圾收集器都会调用一下finalize()方法。Java语言允许程序员给任何对象添加finalize(
)方法，但也不能过分依赖该方法对系统资源的回收和再利用，因为这个方法调用后的执行结果是不可预知的。对于任何给定对象，Java 虚拟机最多只调用一次
finalize 方法。
我们用这个程序来演示一下：
public class finalizeTest{
public static void main( String[] args ){
finalizeTest ft=new finalizeTest();
ft.loading();
byte bs[]=new byte[1450000];
}
public void loading(){
test t=new test();
t.callme();
}
}
class test{
protected void finalize(){
System.out.println("call finalize");
}
public void callme(){
System.out.println("callme");
}
}
|
我们在命令行中键入如下命令：
程序运行结果如图 3
10所示。
这时候，我们将JVM所许可使用的最大内存设置成"1k"，当内存被占满前JVM会首先去进行内存回收，于是失去活动的"test"对象被回收，在回收前调用了"finalize()"。
4.5.2 JVM垃圾回收的相关知识
JVM使用的是分代垃圾回收的方式，主要是因为在程序运行的时候会有如下特点：
大多数对象在创建后很快就没有对象使用它了。
大多数在一直被使用的对象很少再去引用新创建的对象。
因此就将Java对象分为"年轻"对象和"年老"对象，JVM将内存堆（Heap）分为两个区域，一个是"年轻"区，另一个是"老"区，Java将这两个区域分别称作是"新生代"和"老生代"。
"新生代"区域中，绝大多数新创建的对象都存放在这个区域里，此区域一般来说较小而且垃圾回收频率较高，同时因为"新生代"采用的算法和其存放的对象的特点，使该区域垃圾回收的效率也非常高。
而"老生代"区域中存放的是在"新生代"中生存了较长时间的对象，这些对象将被转移到"老生代"区。这个区域一般要大一些而且增长的速度相对于"新生代"要慢一些，"老生代"垃圾回收的执行频率也会低很多。
由于JVM在垃圾回收处理时会消耗一定的系统资源，因此有时候通过JVM启动的时候添加相关参数来控制"新生代"区域的大小，来调整垃圾回收处理的频率非常有用。以便于我们更合理的利用系统资源。
"新生代"区域设置参数是"-Xmn"，用这个参数可以制定"新生代"区域的大小。
我们来举一个例子说明：
我们就用系统自带的程序作为例子，在命令行上键入如下指令：
CD C:"java"demo"jfc"SwingSet2[回车]
C:"java"demo"jfc"SwingSet2>java -jar -verbose:gc
-Xmn4m XX:+PrintGCDetails SwingSet2.jar[回车]
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上面加入了一个新的参数"XX:+PrintGCDetails"，这个参数能够打印出GC的详细信息。屏幕输出如下（节选）：
[GC [DefNew: 3469K->84K(3712K), 0.0007778 secs]
23035K->19679K(28728K), 0.0009191 secs]
[GC [DefNew: 3284K->171K(3712K), 0.0007283 secs]
22878K->19766K(28728K), 0.0008669 secs]
[GC [DefNew: 3476K->260K(3712K), 0.0008504 secs]
23071K->19855K(28728K), 0.0009862 secs]
[GC [DefNew: 3502K->87K(3712K), 0.0009267 secs]
23096K->19682K(28728K), 0.0010610 secs]
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我们需要解释一下输出的详细内容的意思，拿第一行输出来说：
"DefNew: 3469K->84K(3712K), 0.0007778
secs"是指"新生代"的垃圾回收情况，这里的意思是从占用3469K内存空间变为84K内存空间，用时0.0007778秒。
"23035K->19679K(28728K), 0.0009191
secs"是指总体GC的回收情况，整体堆空间占用从23035K降低到19679K的水平，用时0.0009191秒。
那么，这时候我们在将"新生代"的内存设为8M，并把堆的最大可控值设定为32M，再去执行，键入如下指令：
java -jar -verbose:gc -Xmn8m -Xmx32m
XX:+PrintGCDetails SwingSet2.jar[回车]
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得到的结果如下（节选）：
[GC [DefNew: 6633K->6633K(7424K), 0.0000684 secs]
[Tenured: 18740K->18820K(24576K), 0.0636505 secs]
25374K->18820K(32000K), 0.0639274 secs]
[GC [DefNew: 6646K->6646K(7424K), 0.0002581 secs]
[Tenured: 18820K->18884K(24576K), 0.0651957 secs]
25467K->18884K(32000K), 0.0658804 secs]
[GC [DefNew: 6611K->6611K(7424K), 0.0000668 secs]
[Tenured: 18884K->18505K(24576K), 0.0931406 secs]
25496K->18505K(32000K), 0.0934295 secs]
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这个结果说明：
"[DefNew: 6633K->6633K(7424K), 0.0000684
secs]"是指"新生代"的垃圾回收情况，这里的意思是从占用6633K内存空间变为6633K内存空间，用时0.
0000684秒。
"25374K->18820K(32000K), 0.0639274
secs"是指总体GC的回收情况，整体堆空间占用从25374K降低到18820K的水平，用时0. 0639274秒。
"[Tenured:
18740K->18820K(24576K), 0.0636505
secs]"是指"老生代"GC的回收情况，整体堆空间占用从18740K降低到18820K的水平，用时0.0009012秒。
通过这些参数的调整我们可以看到在处理垃圾收集问题时，从垃圾回收的频率是时间方面的变化，我们可以根据不同程序的不同情况予以调整。
最后有必要提一下GC的相关参数：
-XX:+PrintGCDetails
显示GC的详细信息
-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime
打印应用执行的时间
-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime
打印应用被暂停的时间
注：":"后的"+"号表示开启此选项,如果是"-"号那么表示关闭此选项。