关于垃圾收集器的更多信息

你好！在上节课中，我们首先熟悉了Java内置的垃圾收集器，并大致了解了它的工作原理。它在您的程序运行时在后台工作，收集稍后将被删除的不必要的对象。因此，它释放了可用于在将来创建新对象的内存。 在本课中，我们将更详细地讨论它是如何工作的。例如，一个对象如何以及何时变得不必要？垃圾收集器如何发现？这些是我们将在今天的课程中回答的问题 :) 本课程将更像是一个概述：您不需要死记硬背这些材料。目的主要是扩展您对内存和垃圾收集器工作原理的了解，所以请通读并为自己找到新的东西:) 让我们开始吧！您需要记住的第一件事是垃圾收集器与您的程序并行工作. 它不是您程序的一部分。它单独运行（在上一课中，我们将其与机器人真空吸尘器进行了比较）但并非总是如此。过去，垃圾收集是在与您的程序相同的线程上执行的。按照某个时间表（每隔几分钟一次），垃圾收集器将检查程序中是否存在不需要的对象。问题是程序会在检查和垃圾收集期间挂起（不执行）。想象一下，您正坐在办公室里工作。但随后清洁女工进来清洗地板。她让你离开电脑 5 分钟，然后你等到她打扫完。在此期间，您无法工作。这就是垃圾收集器过去的工作方式 :) 这种机制后来发生了变化，现在垃圾收集器在后台运行，不妨碍程序本身的工作。你已经知道当一个对象不再有引用时它就会死亡。事实上，垃圾收集器不计算对象引用。首先，这可能需要很长时间。其次，它不是很有效。毕竟，对象可以相互引用！ 该图显示了一个示例，其中 3 个对象相互引用，但没有其他对象引用它们。换句话说，程序的其余部分不需要它们。如果垃圾收集器只是简单地计算引用，这 3 个对象将不会被收集，内存也不会被释放（它们有引用！）。我们可以将其比作航天器。在飞行过程中，宇航员决定检查可用于维修的备件清单。除其他外，他们从一辆普通汽车上找到了方向盘和踏板。显然，这里不需要它们并且不必要地占用空间（尽管这两个部分相互关联并具有某些功能）。但在飞船内部，它们是应该丢弃的无用垃圾。因此，在 Java 中，决定收集垃圾不是基于引用计数，可达和不可达。我们如何确定一个对象是否可达？这一切都非常巧妙。如果一个对象被另一个可达对象引用，则该对象是可达的。因此，我们得到了“可达链”。它在程序启动时开始，并在程序持续期间持续。它看起来像这样： 图中的箭头表示我们程序的可执行代码。代码（例如，main()方法）创建对对象的引用。这些对象可以引用其他对象，这些对象可以引用其他对象，等等。这样就形成了一个引用链. 如果您可以从一个对象追踪到“根引用”（直接在可执行代码中创建的引用），那么它就被认为是可达的。此类对象在图片中标记为黑色。但是如果一个对象掉出这个链，那么这个对象就是不可达的，即当前正在执行的代码中没有任何变量引用它，并且不能通过“引用链”到达它。在我们的程序中，两个这样的对象被标记为红色。请注意，这些“红色”对象相互引用。但正如我们之前所说，Java 的现代垃圾收集器不计算引用。判断一个对象是可达还是不可达. 结果，它会抓住图中的两个红色物体。现在让我们从头到尾看一下整个过程。这样做时，我们还将了解 Java 中的内存是如何安排的：) 所有 Java 对象都存储在称为堆的特殊内存区域中。在日常用语中，堆通常是一堆物品，所有东西都混杂在一起。但这不是 Java 中的堆。它的结构非常符合逻辑和合理性。 在某些时候，Java 程序员发现他们所有的对象都可以分为两种类型：简单对象和“长寿命对象”. “长寿命对象”是在多轮垃圾收集中幸存下来的对象。他们通常会一直活到节目结束。最后，存储所有对象的完整堆被分成几个部分。第一部分有一个美丽的名字：伊甸园（来自圣经中的“伊甸园”）。这个名字很合适，因为这是对象在创建后结束的地方。这是我们使用关键字 new 时创建新对象的内存部分。可能会创建很多对象。当这个区域空间不足时，初始的“快速”垃圾收集就开始了。不得不说垃圾收集器非常聪明。它根据堆中是否有更多垃圾或更多活动对象来选择一种算法。如果几乎所有对象都是垃圾，收集器会标记活动对象并将它们移动到另一个内存区域。那么当前区域就彻底清空了。如果垃圾不是很多，并且堆中大部分是活动对象，收集器会标记垃圾，将其清除，然后将其他对象打包在一起。我们说 ”一个生存空间。 一个生存空间，又分为几代人。每个对象都属于一个特定的世代，这取决于它在多少轮垃圾收集中幸存下来。如果一个对象在一轮垃圾收集中幸存下来，那么它就在“第一代”；如果是 5，则为“第 5 代”。eden 和一个生存空间共同组成了一个区域，叫做新生代。除了新生代之外，堆中还有一块内存区域叫做老年代. 这正是经过多轮垃圾收集后存活下来的长寿命对象所在的区域。将它们与所有其他的分开是有好处的。全量垃圾回收只有在老年代已满时才执行，即程序中长寿命对象太多，内存不够用。这一过程涉及多个内存区域。一般来说，它涉及Java机器创建的所有对象。当然，这需要更多的时间和资源。这正是单独存储长寿命对象的决定。“快速垃圾回收”是在其他区域空间不足时进行的。这只涉及一个领域，因此速度更快，效率更高。最后，当长寿命对象的区域也被完全填满时，触发完整的垃圾收集。因此，收藏家只有在无法避免时才使用“最重”的工具。这是堆结构和垃圾收集的可视化表示：