Java垃圾回收机制工作原理演示

原创朴灿烈づ我的快乐病毒、 2024-11-01 18:51 24阅读 0赞

Java垃圾回收（Garbage Collection，GC）是Java自动内存管理的一部分，它负责自动回收不再被引用的对象所占用的内存。以下是Java垃圾回收机制的工作原理的简单演示：

###1. 对象创建当Java程序运行时，它会在堆（Heap）内存中创建对象。堆内存是JVM管理的，用于存储对象实例。

```javaObject obj = new Object();
```###2.引用计数Java早期版本使用引用计数来跟踪对象是否被引用。如果一个对象的引用计数为0，表示它不再被任何部分的程序所引用，可以被垃圾回收。

###3.可达性分析现代Java虚拟机（JVM）使用可达性分析（Reachability Analysis）来确定对象是否可回收。从一组称为“GC Roots”的对象开始，所有可达的对象都不会被回收，而不可达的对象则可以被回收。

```javaobj = null; // obj现在不可达，可以被GC回收```###4.垃圾收集算法Java使用几种不同的垃圾收集算法，包括：

- **标记-清除（Mark-Sweep）**：标记所有可达对象，然后清除未标记的对象。
- **复制（Copying）**：将内存分为两个区域，复制可达对象到另一个区域，然后清除原区域。
- **标记-整理（Mark-Compact）**：标记可达对象，然后将它们移动到堆的一端，清除剩余空间。
- **分代收集（Generational Collection）**：基于对象存活时间将堆分为新生代和老年代，新生代对象存活时间短，老年代对象存活时间长。

###5.垃圾收集器Java提供了多种垃圾收集器，包括：

- **Serial GC**：单线程，适用于单核处理器。
- **Parallel GC**：多线程，适用于多核处理器。
- **CMS（Concurrent Mark Sweep）**：并发标记清除，减少停顿时间。
- **G1（Garbage-First）**：区域化堆，旨在提供可预测的停顿时间。

###6.垃圾回收触发垃圾回收可以由以下因素触发：

-堆内存使用达到一定阈值。
-老年代空间不足。
-显式调用`System.gc()`（不推荐，因为JVM有自己的GC策略）。

###7.垃圾回收过程1. **停止世界（Stop-The-World, STW）**：在某些GC阶段，所有应用线程暂停，以便GC线程执行。
2. **标记**：遍历GC Roots，标记所有可达对象。
3. **清除/复制/整理**：根据使用的算法，清除/复制/整理内存。
4. **恢复**：应用线程恢复执行。

###演示代码```javapublic class GcDemo {
 public static void main(String[] args) {
Object obj = new Object();
obj = null; // obj现在不可达 System.gc(); //建议JVM进行GC，但实际行为由JVM控制 }
}
```请注意，`System.gc()`是一个建议，JVM可以选择忽略它。实际的垃圾回收行为完全由JVM控制，以优化性能和资源使用。