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Java内存管理的机制和策略有哪些?

来源:图灵教育
时间:2024-04-15 13:38:16

java 采用自动内存管理机制,用标记清除算法回收垃圾回收器不再使用的对象。主要策略包括 serial gc、parallel gc、cms gc 和 g1 gc。在实战中,弱引用可以管理临时对象,软引用可以缓存对象。

Java内存管理的机制和策略有哪些?

Java 内存管理的机制和策略

Java 采用自动内存管理机制,可以自动回收不再需要的物体,从而避免内存泄漏和编程错误。主要原理如下:

1. 对象分配

在创建新的对象时,Java 虚拟机 (JVM) 所需的空间将自动分配到堆内存中。堆内存是专门用于存储对象的数据区域。

// 创建一个新的对象
Person person = new Person();

// JVM 将 person 对象分配到堆内存中
// ...

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2. 垃圾回收

JVM 垃圾回收器将定期运行,不再使用的物体将自动回收。垃圾回收器采用标记清除算法:

  • 标记阶段: 垃圾回收器将遍历所有可达对象(从根引用开始),并在可达对象上标记。
  • 清除阶段: 垃圾回收器将通过整个堆内存清除未标记的对象(即不再可达的对象)。

3. 引用

对象之间的引用定义了对象的可达性,这是垃圾回收器判断对象是否需要回收的依据:

强引用: 指向对象的唯一引用,强引用下的对象永远不会被回收。弱引用: 当对象被弱引用指向时,如果对象不再被强引用,则将被回收。软引用: 当对象被软引用指向时,当 JVM 只有在内存不足的情况下才能回收。虚引: 当对象被虚引指向时,JVM 不能保证对象不会被回收。

4. 内存管理策略

Java 影响垃圾回收性能的内存管理提供了多种策略:

串行垃圾回收 (Serial GC): 垃圾回收单线程,资源消耗低,但吞吐量低。并行回收垃圾 (Parallel GC): 垃圾回收采用多线程进行,吞吐量高,但资源消耗也高。并发垃圾回收 (Concurrent Mark and Sweep GC): 垃圾回收器与应用程序并发运行,减少应用程序的停顿时间。G1 垃圾回收 (G1 GC): 采用分代收集算法,将堆内存划分为不同区域,回收效率高。

5. 实战案例

使用弱引用管理临时对象:

// 创建一个弱引用
WeakReference<Person> weakPerson = new WeakReference<>(person);

// ...

// 当 person 当对象不再需要时,清除弱引用
weakPerson.clear();

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在上述示例中,当 person 当物体不再被强行引用时,它将被垃圾回收,即使 weakPerson 仍然指向它。

使用软引用缓存对象:

// 创建软引用
SoftReference<Person> softPerson = new SoftReference<>(person);

// ...

// 当 JVM 当内存不足时,软引用对象将被回收
if (softPerson.get() == null) {
    // 重新创建 person 对象
}

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在上述示例中,当 JVM 当内存不足时,softPerson 引用对象将被回收,但 person 对象仍然会在堆内存中,直到它不再被强迫指向。

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