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关于java:面试必问Java-垃圾回收机制

摘要:垃圾回收机制是守护线程的最佳示例,因为它始终在后盾运行。

本文分享自华为云社区《一文带你理解 Java 中的垃圾回收机制》,作者:海拥。

介绍

• 在 C/C++ 中,程序员负责对象的创立和销毁。通常程序员会疏忽无用对象的销毁。因为这种忽略,在某些时候,为了创立新对象,可能没有足够的内存可用,整个程序将异样终止,导致 OutOfMemoryErrors
• 然而在 Java 中,程序员不须要关怀所有不再应用的对象。垃圾回收机制主动销毁这些对象。
• 垃圾回收机制是守护线程的最佳示例,因为它始终在后盾运行。
• 垃圾回收机制的次要指标是通过销毁 无法访问的对象 来开释堆内存。

重要条款:

  • 无法访问的对象:如果一个对象不蕴含对它的任何援用,则称其为无法访问的对象。另请留神,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' 中的援用拜访
i = null;
// Integer 对象不再可用。

  • 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。

使对象合乎 GC 条件的办法

• 即便程序员不负责销毁无用的对象,但如果不再须要,强烈建议使对象不可拜访(因而有资格进行 GC)。
• 通常有四种不同的办法能够使对象适宜垃圾回收。

  1. 勾销援用变量
  2. 重新分配援用变量
  3. 在办法外部创立的对象
  4. 隔离岛

以上所有带有示例的办法都在独自的文章中探讨:如何使对象合乎垃圾收集条件

申请 JVM 运行垃圾收集器的形式

• 一旦咱们使对象合乎垃圾收集条件,垃圾收集器可能不会立刻销毁它。每当 JVM 运行垃圾收集器程序时,只会销毁对象。然而当 JVM 运行 Garbage Collector 时,咱们无奈意料。
• 咱们还能够申请 JVM 运行垃圾收集器。有两种办法能够做到:

  1. 应用 System.gc() 办法:零碎类蕴含静态方法 gc() 用于申请 JVM 运行垃圾收集器。
  2. 应用 Runtime.getRuntime().gc() 办法:运行时类容许应用程序与运行应用程序的 JVM 交互。因而,通过应用其 gc() 办法,咱们能够申请 JVM 运行垃圾收集器。
// 演示申请 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();
 
        // 勾销援用变量
        t1 = null;
 
        // 申请 JVM 来运行垃圾收集器
        System.gc();
 
        // 勾销援用变量
        t2 = null;
 
        // 申请 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 办法
    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);
    }
}

输入:

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

笔记:

• 不能保障以上两种办法中的任何一种都肯定会运行垃圾收集器。
• 调用 System.gc() 等效于调用:Runtime.getRuntime().gc()

定稿

• 就在销毁对象之前,垃圾收集器调用对象的 finalize() 办法来执行清理流动。一旦 finalize() 办法实现,垃圾收集器就会销毁该对象。
• finalize() 办法存在于具备以下原型的 Object 类中。

protected void finalize() throws Throwable

依据咱们的要求,咱们能够笼罩 finalize() 办法来执行咱们的清理流动,例如敞开数据库连贯。

笔记:

  1. 垃圾收集器而不是 JVM 调用的 finalize() 办法。尽管垃圾收集器是 JVM 的模块之一。
  2. 对象类 finalize() 办法有空实现,因而倡议笼罩 finalize() 办法来解决系统资源或执行其余清理。
  3. 对于任何给定的对象,finalize() 办法永远不会被屡次调用。
  4. 如果 finalize() 办法抛出未捕捉的异样,则疏忽该异样并终止该对象的终结。

无关 finalize() 办法的示例,请参阅 Java 程序的输入第十套之垃圾收集

让咱们举一个实在的例子,在那里咱们应用垃圾收集器的概念。

假如你去字节跳动实习,他们通知你写一个程序,计算在公司工作的员工人数(不包含实习生)。要制作这个程序,你必须应用垃圾收集器的概念。

这是您在公司取得的理论工作:-

问: 编写一个程序来创立一个名为 Employee 的类,该类具备以下数据成员。
1. 一个 ID,用于存储调配给每个员工的惟一 ID。
2. 员工姓名。
3. 员工年龄。

另外,提供以下办法 -

  1. 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。
  2. 显示 ID、姓名和年龄的办法 show()。
  3. 显示下一个员工的 ID 的办法 showNextId()。

当初对垃圾回收机制不理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;
    // 它是动态的,因为它在所有对象之间放弃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。因而当初它应该显示 nextId 为 4。E.showNextId();// 这一行的输入应该是 4,但它会给出 6 作为输入。}
}

当初取得正确的输入:

当初垃圾收集器(gc)将看到 2 个闲暇的对象。当初递加 nextId,gc(garbage collector) 只会在咱们的程序员在咱们的类中笼罩它时调用办法 finalize()。如前所述,咱们必须申请 gc(garbage collector),为此,咱们必须在敞开子块的大括号之前编写以下 3 个步骤。

  1. 将援用设置为 null(即 X = Y = null;)
  2. 调用,System.gc();
  3. 调用,System.runFinalization();

当初计算员工人数的正确代码(不包含实习生)

// 计算不包含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;
    // 它是动态的,因为它在所有对象之间放弃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;
        // 在这种状况下,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();}
}

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