java有垃圾回收机制,内存回收-java中手动回收垃圾

一、GC的特性

GC拥有Java语言特有的一个特性，即对Java内存中的堆（heap）空间的开辟内存和释放内存的操作，均不用程序员自己来操作。

我们将GC的操作与C++中malloc函数（开辟内存），free函数（释放内存）进行一些比较。这些函数在C++中均需要程序员自己进行调用，当一块内存被回收之后，若仍然存在指向这块内存的指针变量，我们对这个指针进行访问的时候，就会出现大家熟知的野指针了（即指针指向了一块已经被回收的内存）。

而在Java引入了GC之后java有垃圾回收机制,内存回收，我们就不需要指针这个东西了，（狂喜），当我们用了堆中的内存之后（即创建对象），当这个对象没有任何一个指向它的引用变量时，JVM会默认这个对象成为了垃圾，最后将他回收。

GC的缺陷：正是因为Java避免了程序员直接操作内存，减少了一些风险，所以Java语言总是比C++语言耗费更多内存，更低效。

二、垃圾检测算法

1、引用计数法

当我们创建一个对象时，给这个对象一个int类型的counter计数器，统计当前指向这个对象的引用变量数目，当一个引用变量失效时，counter–。这个算法十分简单高效。但是有一个致命缺陷。

当我们创建了一个对象A，一个对象B，两个对象中存在互相指向对方的成员变量。这样就成了一个环。而引用计数法的思想无法破解环！

2、根搜索算法（GC）

以根集（root set，这里的根集指的是Java虚拟机栈中的全部引用变量所构成的集合）为遍历起点，遍历堆中的全部对象，若出现无法访问的对象，JVM默认无法访问的对象是内存垃圾，并加以回收，这样像引用计数法中出现了环，JVM可以看作为垃圾对象全部回收。

三、对象的四种引用状态

1、强引用 ：创建一个对象并把这个对象直接赋给一个变量，不管系统资源多么紧张java有垃圾回收机制,内存回收，强引用的对象都不会被回收，即使他以后不会再用到。

2、软引用 ：通过SoftReference修饰的类，内存非常紧张的时候会被回收，其他时候不会被回收，在使用之前要判断是否为null从而判断他是否已经被回收了。

3、弱引用 ：通过WeakReference修饰的类，不管内存是否足够，系统垃圾回收时必定会回收。

4、虚引用 ：不能单独使用，主要是用于追踪对象被垃圾回收的状态。通过PhantomReference修饰和引用队列ReferenceQueue类联合使用实现。

四、垃圾回收算法

1、标记清除算法：两次遍历，第一次遍历：从root set开始，对当前能访问到的所有对象置一个访问标志位。第二次遍历：从Java堆中的内存首地址开始遍历，对没有给标志位的对象予以回收。

缺陷：由于垃圾对象是零散的分布在java堆空间中，所以在进行垃圾回收时，会产生许多零散的且无法利用的内存碎片。

2、标记压缩算法：在1、的基础上，第一次遍历之后，将所有遍历可达的对象进行一次压缩，使之到一块内存区域中，在第二次遍历时：照例清除内存中没有标记的垃圾对象，这样会减少很多内存碎片的产生。

3、复制算法：将java堆空间分为两个部分A和B，内存回收时，将A中的所有可用对象依次复制到B的空间中，将A和B的位置互换后，回收A的全部空间。

以“空间”代价换取“时间”代价

4、分代回收（GC）：将java中的堆空间分为年轻代，老年代和永久代。根据研究发现，90%以上的对象使用时间都是“朝生夕死”，所以大部分对象都存储在年轻代。

年轻代：分为E（Eden）区和S区，其中S区又分为Form区和To区。在存入对象时，这些对象的空间都分配在了E区，针对于年轻代，我们使用复制算法进行垃圾回收，具体过程如下：1、Eden区和Form区中的对象都会被复制进入To区，2、清空Eden区，将Form区和To区互换，3、将年轻代中年龄大的对象复制到老年代中。

使用复制算法的原因在于：复制算法中的对象如果存活时间长，那么每次在复制时，会造成较大的时间损耗，而复制算法的本质是以空间换时间。所以我们在对象存活时间较短的新生代中使用复制算法。

老年代：因为老年代中都属于存活时间长的对象，数目较少且执行次数较少，因此使用标记压缩算法来回收老年代中的垃圾对象。

使用标记压缩算法的原因在于：老年代中存活的对象数量并没有新生代数量多，而且执行频率也低。因此在压缩过程中对象进行移动所产生的时间损耗就会比较小。

永久代：存放 类对象（.class）和方法等信息，不会被回收！默认大小为64M，像Hibernate，Spring这类喜欢AOP动态生成类的框架，往往会生成大量的动态代理类，因此我们经常遇到java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space的错误，这就是Permanent代内存耗尽所导致的错误。

注意：由于在实际开发中，经常会报出永久代的堆空间溢出的异常，所以在jdk1.8之后，就废弃了永久代。但是并不意味着我们以上的结论失效，因为java提供了与永久代类似的叫做“元空间”的技术。元空间的本质和永久代类似。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。也就是不局限与jvm可以使用系统的内存。

实际开发中常用的小技巧：

1、尽量使用直接变量，例如：String javaStr = “XXX”;

2、使用 StringBuilder 和 StringBuffer 进行字符串连接等操作;

3、尽早释放无用对象;

4、尽量少使用静态变量;

5、缓存常用的对象:可以使用开源的开源缓存实现，例如：OSCache，Ehcache;

6、尽量不使用 finalize() 方法;

7、在必要的时候可以考虑使用软引用 SoftReference。