java垃圾回收及内存泄漏.pptx

### Java垃圾回收及内存泄漏知识点详解 #### 一、Java内存管理 1. **运行时数据区**：Java虚拟机管理的内存主要分为以下几个部分： - **方法区(Method Area)**：存储类的信息（如类名、字段、方法等）、常量、静态变量等。每个JVM实例只有一个方法区，被所有线程共享。方法区是线程不安全的，因为它是被多个线程共享的。 - **堆区(Heap Area)**：存储对象实例的数据和数组。堆区也是被所有线程共享的，因此同样存在线程安全问题。垃圾回收主要发生在堆区内。 - **栈区(Stack Area)**：每个线程都有自己的栈区，用于存储局部变量、对象引用等。栈区是线程私有的，因此是线程安全的。 - **程序计数器(Program Counter Register)**：记录当前线程执行的字节码的行号，用于线程切换时恢复执行位置。 - **本地方法栈(Native Method Stack)**：类似于虚拟机栈，但用于存储本地方法调用的信息，如C语言实现的方法。很多现代JVM将其与虚拟机栈合并使用。 2. **示例**：`Object o = new Object();` - `o` 是一个本地引用，存储在栈区的本地变量表中。 - `new Object()` 创建的对象实例存储在堆区。 - 类的信息存储在方法区。 #### 二、Java垃圾回收机制 1. **目的**：自动回收不再使用的对象占用的内存，避免内存泄漏。 2. **核心问题**：哪些内存需要回收？何时回收？如何回收？ 3. **对象回收算法**： - **引用计数算法**：每个对象包含一个引用计数器，每当有一个地方引用它，计数器加1；当引用失效时，计数器减1。当计数器为0时，对象可被回收。该算法简单，但难以处理循环引用的情况。 - **可达性分析算法**：从一组根对象开始向下搜索，可达的对象被视为存活，不可达的对象被视为可回收。根对象通常包括静态变量、正在执行的方法参数、局部变量等。 4. **垃圾收集算法**： - **标记-清除算法**：分为“标记”和“清除”两个阶段。标记阶段标记出所有需要回收的对象，在清除阶段则释放这些对象占用的空间。缺点是效率不高且容易产生内存碎片。 - **复制算法**：将内存分为两个相等的部分，使用其中一部分存放活跃对象，另一部分空闲。当使用中的部分内存不足时，将存活对象复制到另一部分，然后清理已使用的部分。适用于对象存活率较低的场景，如新生代。 5. **分代收集算法**：基于对象存活时间的不同，将堆分为几个不同的区域，如新生代、老年代。新生代使用复制算法，老年代使用标记-清除或标记-整理算法。 6. **垃圾收集器**：根据不同的垃圾收集算法，JVM提供了多种垃圾收集器，如Serial、ParNew、Parallel Scavenge、CMS、G1等。 #### 三、Java内存泄漏 1. **定义**：内存泄漏是指已经分配出去的内存没有被及时回收，造成内存浪费。 2. **常见原因**： - **对象长期被持有**：如果对象长期被引用而没有被正确地释放，会导致这部分内存无法被垃圾回收。 - **静态集合类**：如果在类中定义了静态集合类，而集合类中添加了对象的引用，这些对象不会被回收。 - **监听器**：如果注册了监听器但没有正确地注销，这些监听器会一直占用内存。 - **缓存**：如果缓存策略不当，可能会导致大量不再使用的对象被长期保留。 3. **解决方法**： - 定期检查并释放不再使用的对象引用。 - 使用弱引用、软引用或虚引用来替代强引用。 - 避免使用静态集合类来存储对象。 - 正确注销监听器。 - 合理设计缓存策略。 #### 四、总结 Java垃圾回收机制是Java语言的一个重要特性，有效地解决了内存管理问题。通过对内存管理的理解和垃圾回收机制的学习，开发者能够更好地编写高效、稳定的Java程序，并有效避免内存泄漏等问题的发生。