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。

另外,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。

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
1a
2b
3c

“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
1a
2b
3c
4d

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
1a
2b
3c
1d

变量d重用了变量a的栈索引,这样就节约了内存空间。

另外,关注公众号Java技术栈,在后盾回复:面试,能够获取我整顿的 JVM 系列面试题和答案,十分齐全。

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/

近期热文举荐:

1.600+ 道 Java面试题及答案整顿(2021最新版)

2.终于靠开源我的项目弄到 IntelliJ IDEA 激活码了,真香!

3.阿里 Mock 工具正式开源,干掉市面上所有 Mock 工具!

4.Spring Cloud 2020.0.0 正式公布,全新颠覆性版本!

5.《Java开发手册(嵩山版)》最新公布,速速下载!

感觉不错,别忘了顺手点赞+转发哦!