前言
许多 Java 开发者都曾据说过“不应用的对象应手动赋值为 null“这句话,而且好多开发者始终崇奉着这句话;问其起因,大都是答复“有利于 GC 更早回收内存,缩小内存占用”,但再往深刻问就答复不进去了。
鉴于网上有太多对于此问题的误导,本文将通过实例,深刻 JVM 分析“对象不再应用时赋值为 null”这一操作存在的意义,供君参考。
本文尽量不应用专业术语,但仍须要你对 JVM 有一些概念。
示例代码
咱们来看看一段非常简单的代码:
public static void main(String[] args) {if (true) {byte[] placeHolder = new byte[64 * 1024 * 1024];
System.out.println(placeHolder.length / 1024);
}
System.gc();}
咱们在 if 中实例化了一个数组 placeHolder,而后在 if 的作用域外通过 System.gc(); 手动触发了 GC,其用意是回收 placeHolder,因为 placeHolder 曾经无法访问到了。
来看看输入:
65536
[GC 68239K->65952K(125952K), 0.0014820 secs]
[Full GC 65952K->65881K(125952K), 0.0093860 secs]
Full GC 65952K->65881K(125952K) 代表的意思是:本次 GC 后,内存占用从 65952K 降到了 65881K。意思其实是说 GC 没有将 placeHolder 回收掉,是不是不堪设想?
上面来看看遵循“不应用的对象应手动赋值为 null“的状况:
public static void main(String[] args) {if (true) {byte[] placeHolder = new byte[64 * 1024 * 1024];
System.out.println(placeHolder.length / 1024);
placeHolder = null;
}
System.gc();}
其输入为:
65536
[GC 68239K->65952K(125952K), 0.0014910 secs]
[Full GC 65952K->345K(125952K), 0.0099610 secs]
这次 GC 后内存占用降落到了 345K,即 placeHolder 被胜利回收了!比照两段代码,仅仅将 placeHolder 赋值为 null 就解决了 GC 的问题,真应该感激“不应用的对象应手动赋值为 null“。
等等,为什么例子里 placeHolder 不赋值为 null,GC 就“发现不了”placeHolder 该回收呢?这才是问题的关键所在。
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运行时栈
典型的运行时栈
如果你理解过编译原理,或者程序执行的底层机制,你会晓得办法在执行的时候,办法里的变量(局部变量)都是调配在栈上的;当然,对于 Java 来说,new 进去的对象是在堆中,但栈中也会有这个对象的指针,和 int 一样。
比方对于上面这段代码:
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
int b = 2;
int c = a + b;
}
其运行时栈的状态能够了解成:
索引 | 变量 |
---|---|
1 | a |
2 | b |
3 | c |
“索引”示意变量在栈中的序号,依据办法内代码执行的先后顺序,变量被按程序放在栈中。
再比方:
public static void main(String[] args) {if (true) {
int a = 1;
int b = 2;
int c = a + b;
}
int d = 4;
}
这时运行时栈就是:
索引 | 变量 |
---|---|
1 | a |
2 | b |
3 | c |
4 | d |
容易了解吧?其实认真想想下面这个例子的运行时栈是有优化空间的。
Java 的栈优化
下面的例子,main() 办法运行时占用了 4 个栈索引空间,但实际上不须要占用这么多。当 if 执行完后,变量 a、b 和 c 都不可能再拜访到了,所以它们占用的 1~3 的栈索引是能够“回收”掉的,比方像这样:
索引 | 变量 |
---|---|
1 | a |
2 | b |
3 | c |
1 | d |
变量 d 重用了变量 a 的栈索引,这样就节约了内存空间。
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揭示
下面的“运行时栈”和“索引”是为不便引入而成心创造的词,实际上在 JVM 中,它们的名字别离叫做“局部变量表”和“Slot”。而且局部变量表在编译时即已确定,不须要等到“运行时”。
GC 一瞥
这里来简略讲讲支流 GC 里非常简单的一小块:如何确定对象能够被回收。另一种表白是,如何确定对象是存活的。
认真想想,Java 的世界中,对象与对象之间是存在关联的,咱们能够从一个对象拜访到另一个对象。如图所示。
再认真想想,这些对象与对象之间形成的援用关系,就像是一张大大的图;更分明一点,是泛滥的树。
如果咱们找到了所有的树根,那么从树根走上来就能找到所有存活的对象,那么那些没有找到的对象,就是曾经死亡的了!这样 GC 就能够把那些对象回收掉了。
当初的问题是,怎么找到树根呢?JVM 早有规定,其中一个就是: 栈中援用的对象。也就是说,只有堆中的这个对象,在栈中还存在援用,就会被认定是存活的 。
揭示
下面介绍的确定对象能够被回收的算法,其名字是“可达性剖析算法”。
JVM 的“bug”
咱们再来回头看看最开始的例子:
public static void main(String[] args) {if (true) {byte[] placeHolder = new byte[64 * 1024 * 1024];
System.out.println(placeHolder.length / 1024);
}
System.gc();}
看看其运行时栈:
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 21 0 args [Ljava/lang/String;
5 12 1 placeHolder [B
栈中第一个索引是办法传入参数 args,其类型为 String[];第二个索引是 placeHolder,其类型为 byte[]。
分割后面的内容,咱们推断 placeHolder 没有被回收的起因:System.gc(); 触发 GC 时,main() 办法的运行时栈中,还存在有对 args 和 placeHolder 的援用,GC 判断这两个对象都是存活的,不进行回收 。
也就是说,代码在来到 if 后,尽管曾经来到了 placeHolder 的作用域,但在此之后,没有任何对运行时栈的读写,placeHolder 所在的索引还没有被其余变量重用,所以 GC 判断其为存活。
为了验证这一推断,咱们在 System.gc(); 之前再申明一个变量,依照之前提到的“Java 的栈优化”,这个变量会重用 placeHolder 的索引。
public static void main(String[] args) {if (true) {byte[] placeHolder = new byte[64 * 1024 * 1024];
System.out.println(placeHolder.length / 1024);
}
int replacer = 1;
System.gc();}
看看其运行时栈:
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 23 0 args [Ljava/lang/String;
5 12 1 placeHolder [B
19 4 1 replacer I
不出所料,replacer 重用了 placeHolder 的索引。来看看 GC 状况:
65536
[GC 68239K->65984K(125952K), 0.0011620 secs]
[Full GC 65984K->345K(125952K), 0.0095220 secs]
placeHolder 被胜利回收了!咱们的推断也被验证了。
再从运行时栈来看,加上 int replacer = 1; 和将 placeHolder 赋值为 null 起到了同样的作用:断开堆中 placeHolder 和栈的分割,让 GC 判断 placeHolder 曾经死亡。
当初算是理清了“不应用的对象应手动赋值为 null“的原理了,所有本源都是来自于 JVM 的一个“bug”:代码来到变量作用域时,并不会主动切断其与堆的分割。为什么这个“bug”始终存在?你不感觉呈现这种状况的概率太小了么?算是一个 tradeoff 了。
总结
心愿看到这里你曾经明确了“不应用的对象应手动赋值为 null“这句话背地的奥义。
我比拟同意《深刻了解 Java 虚拟机》作者的观点:在须要“不应用的对象应手动赋值为 null“时大胆去用,但不该当对其有过多依赖,更不能当作是一个广泛规定来推广。
最初,关注公众号 Java 技术栈,在后盾回复:JVM46,能够获取一份 46 页的高清 JVM 调优教程,十分齐全。
参考:周志明. 深刻了解 Java 虚拟机:JVM 高级个性与最佳实际 [M]. 机械工业出版社, 2013.
起源博客:www.polarxiong.com/
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