Java如何实现垃圾回收机制

这篇文章将为大家详细讲解有关Java如何实现垃圾回收机制，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。

1、介绍

• 在 C/C++ 中，程序员负责对象的创建和销毁。通常程序员会忽略无用对象的销毁。由于这种疏忽，在某些时候，为了创建新对象，可能没有足够的内存可用，整个程序将异常终止，

• Java 中，导致OutOfMemoryErrors。程序员不需要关心所有不再使用的对象。

• 垃圾回收机制自动销毁这些对象。垃圾回收机制是守护线程的最佳示例，因为它始终在后台运行。

• 垃圾回收机制的主要目标是通过销毁无法访问的对象来释放堆内存。

2、重要条款

2.1 无法访问的对象

如果一个对象不包含对它的任何引用，则称其为无法访问的对象。另请注意，属于隔离岛的对象也无法访问。

Integer i = new Integer(4);
// 新的 Integer 对象可通过 'i' 中的引用访问
i = null;
// Integer 对象不再可用。

2.2 垃圾回收的资格

如果对象无法访问，则称该对象有资格进行 GC（垃圾回收）。在上图中，在i = null 之后； 堆区域中的整数对象 4 有资格进行垃圾回收。

3、使对象符合 GC 条件的方法

即使程序员不负责销毁无用的对象，但如果不再需要，强烈建议使对象不可访问（因此有资格进行 GC）。

通常有四种不同的方法可以使对象适合垃圾回收。

• 取消引用变量

• 重新分配引用变量

• 在方法内部创建的对象

• 隔离岛
  

以上所有带有示例的方法都在单独的文章中讨论：如何使对象符合垃圾收集条件

4、请求JVM运行垃圾收集器的方式

• 一旦我们使对象符合垃圾收集条件，垃圾收集器可能不会立即销毁它。每当 JVM 运行垃圾收集器程序时，只会销毁对象。但是当JVM运行Garbage Collector时，我们无法预料。

• 我们还可以请求 JVM 运行垃圾收集器。有两种方法可以做到：

使用System.gc() 方法：系统类包含静态方法gc() 用于请求 JVM 运行垃圾收集器。
使用Runtime.getRuntime().gc() 方法：运行时类允许应用程序与运行应用程序的 JVM 交互。因此，通过使用其 gc() 方法，我们可以请求 JVM 运行垃圾收集器。

// 演示请求 JVM 运行垃圾收集器的 Java 程序
public class Test
{
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException
 {
  Test t1 = new Test();
  Test t2 = new Test();
  
  // 取消引用变量
  t1 = null;
  
  // 请求 JVM 来运行垃圾收集器
  System.gc();
  
  // 取消引用变量
  t2 = null;
  
  // 请求 JVM 来运行垃圾收集器
  Runtime.getRuntime().gc();
 
 }
 
 @Override
 // 在垃圾回收之前，在对象上调用一次 finalize 方法
 protected void finalize() throws Throwable
 {
  System.out.println("垃圾收集器调用");
  System.out.println("对象垃圾收集：" + this);
 }
}

输出：

垃圾收集器调用
对象垃圾收集：haiyong.Test@7ad74083
垃圾收集器调用
对象垃圾收集：haiyong.Test@7410a1a9

• 不能保证以上两种方法中的任何一种都一定会运行垃圾收集器。

• 调用System.gc() 等效于调用：Runtime.getRuntime().gc()


就在销毁对象之前，垃圾收集器调用对象的finalize() 方法来执行清理活动。一旦finalize() 方法完成，垃圾收集器就会销毁该对象。

finalize() 方法存在于具有以下原型的Object 类中。

protected void finalize() throws Throwable

根据我们的要求，我们可以覆盖finalize() 方法来执行我们的清理活动，例如关闭数据库连接。

• 垃圾收集器而不是JVM调用的finalize() 方法。虽然垃圾收集器是JVM的模块之一。

• 对象类 finalize() 方法有空实现，因此建议覆盖finalize() 方法来处理系统资源或执行其他清理。

• 对于任何给定的对象，finalize() 方法永远不会被多次调用。

• 如果finalize() 方法抛出未捕获的异常，则忽略该异常并终止该对象的终结。
  

有关finalize() 方法的示例，请参阅Java 程序的输出第十套之垃圾收集

5、举例

使用垃圾收集器的概念。

假设你去字节跳动实习，他们告诉你写一个程序，计算在公司工作的员工人数（不包括实习生）。要制作这个程序，你必须使用垃圾收集器的概念。

这是您在公司获得的实际任务：-

问： 编写一个程序来创建一个名为 Employee 的类，该类具有以下数据成员。

• 一个ID，用于存储分配给每个员工的唯一ID。

• 员工姓名。

• 员工年龄。

另外，提供以下方法-

• 用于初始化名称和年龄的参数化构造函数。ID 应在此构造函数中初始化。

• 显示 ID、姓名和年龄的方法 show() 。

• 显示下一个员工的 ID 的方法 showNextId() 。
  

现在对垃圾回收机制不了解的初学者可能会这样编写代码：

//计算在公司工作的员工人数的程序

class Employee
{
 private int ID;
 private String name;
 private int age;
 private static int nextId=1;
 //它是静态的，因为它在所有对象之间保持通用并由所有对象共享
 public Employee(String name,int age)
 {
  this.name = name;
  this.age = age;
  this.ID = nextId++;
 }
 public void show()
 {
  System.out.println
  ("Id="+ID+"\nName="+name+"\nAge="+age);
 }
 public void showNextId()
 {
  System.out.println
  ("Next employee id will be="+nextId);
 }
}
class UseEmployee
{
 public static void main(String []args)
 {
  Employee E=new Employee("GFG1",33);
  Employee F=new Employee("GFG2",45);
  Employee G=new Employee("GFG3",25);
  E.show();
  F.show();
  G.show();
  E.showNextId();
  F.showNextId();
  G.showNextId();
   
   { //这是保留所有实习生的子块。
   Employee X=new Employee("GFG4",23); 
   Employee Y=new Employee("GFG5",21);
   X.show();
   Y.show();
   X.showNextId();
   Y.showNextId();
  }
  //这个大括号之后，X 和 Y 将被移除。因此现在它应该显示 nextId 为 4。
  E.showNextId();//这一行的输出应该是 4，但它会给出 6 作为输出。
 }
}

输出：

现在获得正确的输出：

现在垃圾收集器（gc）将看到 2 个空闲的对象。现在递减 nextId，gc(garbage collector) 只会在我们的程序员在我们的类中覆盖它时调用方法 finalize() 。如前所述，我们必须请求 gc(garbage collector) ，为此，我们必须在关闭子块的大括号之前编写以下 3 个步骤。

• 将引用设置为 null（即 X = Y = null;）

• 调用，System.gc() ;

• 调用，System.runFinalization() ;
  

现在计算员工人数的正确代码（不包括实习生）

// 计算不包括实习生的员工人数的正确代码
class Employee
{
 private int ID;
 private String name;
 private int age;
 private static int nextId=1;
 //它是静态的，因为它在所有对象之间保持通用并由所有对象共享
 public Employee(String name,int age)
 {
  this.name = name;
  this.age = age;
  this.ID = nextId++;
 }
 public void show()
 {
  System.out.println
  ("Id="+ID+"\nName="+name+"\nAge="+age);
 }
 public void showNextId()
 {
  System.out.println
  ("Next employee id will be="+nextId);
 }
 protected void finalize()
 {
  --nextId;
  //在这种情况下，gc 会为 2 个对象调用 finalize() 两次。
 }
}

// 它是 Employee 类的右括号
class UseEmployee
{
 public static void main(String []args)
 {
  Employee E=new Employee("GFG1",33);
  Employee F=new Employee("GFG2",45);
  Employee G=new Employee("GFG3",25);
  E.show();
  F.show();
  G.show();
  E.showNextId();
  F.showNextId();
  G.showNextId();
   
  {
   //这是保留所有实习生的子块。
   Employee X=new Employee("GFG4",23); 
   Employee Y=new Employee("GFG5",21);
   X.show();
   Y.show();
   X.showNextId();
   Y.showNextId();
   X = Y = null;
   System.gc();
   System.runFinalization();
  }
 E.showNextId();
 }
}

输出：

关于“Java如何实现垃圾回收机制”这篇文章就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，使各位可以学到更多知识，如果觉得文章不错，请把它分享出去让更多的人看到。