关于垃圾回收

一、一些基础知识和finalize()方法
在C++中，对象一定会被销毁（前提是程序没有缺陷，程序员总能做到对资源的释放）或者说理应被销毁，而Java里的对象并非总是会被垃圾回收。
书上总结了3点：
1. 对象可能不被垃圾回收
2. 垃圾回收不等于“析构”
3. 垃圾回收只与内存有关
也就是说，垃圾回收的唯一原因就是为了回收程序不再使用的内存。

关于finaize()方法：
一旦垃圾回收器（GC）准备释放对象占用的存储空间时，首先调用其finalize()方法，并且在下一次垃圾回收动作时，才会真正回收对象占用的内存。所以如果打算用finalize()，就能在垃圾回收时刻做一些重要的清理工作。（下面引用《疯狂Java讲义》）垃圾回收机制只负责回收堆内存中的对象，不会回收任何物理资源（例如数据库连接、网络IO等资源），所以什么时候需要重写finalize()呢？总结一下：
1. 使用native方法的情况，调用C/C++代码时，可能会用malloc()之类的函数分配内存，所以除非显式调用free()函数，否则存储空间就得不到释放。因此，需要在finalize()中用本地方法进行调用。
2. 对象“终结条件”（这个词由Bill Venners发明）验证。即当对某个对象不感兴趣——也就是它可以被清理了， 这个对象应该处于某种状态，使它占用的内存可以被安全地释放。eg.要是对象代表了一个打开的文件，在对象被回收前程序员应该关闭这个文件。只要对象中存在没有被适当清理的部分，程序就存在很隐晦的缺陷。finalize()可以用于最终发现这种情况——尽管它不总是被调用。如果某次finalize()的动作使得缺陷被发现，那么就可据此找出问题的所在。例子：

class Book {
boolean checkedOut=true;

Book(boolean checkOut){
checkedOut=checkOut;
}

void checkIn(){
checkedOut=false;
}

@Override
protected void finalize() throws Throwable {
if(checkedOut){
System.out.println("Error: checked out");
}
//Normally, you'll also do this:
//      super.finalize();   //Call the base-class version
}
}

public class TerminationCondition{
public static void main(String args[]){
Book novel=new Book(true);
//Proper clean up:
novel.checkIn();
//Drop the reference, forget to clean up:
new Book(true);
//Force garbage collection & finalization:
System.gc();
}
}

Output:

Error: checked out

本例的终结条件是：所有的Book对象在被GC回收前都应该被签入（check in）。但在main()方法中，由于程序员的失误，有一本书未被签入。要是没有finalize()来验证终结条件，将很难发现这样的缺陷。

二、GC如何工作
在堆上创建对象的速度：
Java从堆上分配空间的速度，可以和其他语言从栈上分配空间的速度相媲美。打个比方，可以把C++里的堆想象成一个院子，里面每个对象都负责管理自己的地盘，经过一段时间，对象可能被销毁，但是地盘必须得到重用。某些JVM中，堆的实现像一个传送带，每分配一个对象，传送带就往前移动一格，其效率比得上C++在栈中分配空间的效率。
GC工作时，一面回收空间，一面使堆中的对象紧凑排列（对内存碎片进行整理），从而实现一种高速的、有无限空间可供分配的堆模型。

如何检测存活的对象：
方法1. 引用计数。每个对象包含一个引用计数器，当有引用指向对象时计数器加一，当引用离开作用域或置为null时减一。这种方法需要GC在引用计数器列表上不断遍历，监测到某个对象的计数器为0时立刻回收该对象。而且缺点是不能检测循环引用（有些对象可能会循环引用，尽管没有其他引用指向这些对象，理应回收，但引用计数器却一直不为0）。这种办法似乎未被应用于任何JVM的实现中。
方法2. 对任何“活”的对象，一定能最终追溯到其存活在栈或静态存储区上的引用。因此，从栈或静态存储区开始，遍历所有引用，就能找到所有的“活”的对象。这种方法中，循环引用的对象组根本不会被发现，所以解决了上面的问题。
针对不同的JVM，检测“活”的对象的方式取决于其自身的实现。

GC的工作方式：
方式1. 停止-复制（stop-and-copy）：不属于后台回收方式。先暂停程序的运行，然后将当前所有存活的对象从当前堆复制到新堆（或在堆中开辟几片空间，从一个空间复制到另一空间），当对象被复制到新堆后，是一个挨一个的，所以不需要再进行对象碎片的整理。然后，修正所有对象的引用（地址）。存在于静态存储区和栈的引用可直接修正，存在于堆中对象中的引用需要在沿着引用链遍历的过程中再被修正。
方式2. 标记-清扫（mark-and-sweep）：Sun的早期JVM使用这种技术。从栈和静态存储区出发，遍历所有引用，进而找出所有“活”的对象，每当找到一个“活”的对象，为其设一个标记，这个过程不会回收任何对象，只有当全部标记完成才会开始清理。这种方式相当慢，但如果程序运行稳定后，产生较少的垃圾时，这种方式速度就会很快了。
实际上JVM会对以上方式进行结合，如果对象基本上稳定，就使用“标记-清扫”方式；如果堆空间中出现较多碎片，此时“标记-清扫”效率会很低，就切换到“停止-复制”方式。

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