高性能JA代码之_内存管理

GC垃圾回收:

Grabage Collection相信学过Java的人都知道这个是什么意思.但是他是如何工作的呢?

首先，JVM在管理内存的时候对于变量的管理总是分新对象和老对象。新对象也就是开发者new出来的对象，但是由于生命周期短，那么他占用的内存并不是马上释放，而是被标记为老对象，这个时候该对象还是要存在一段时间。然后由JVM决定他是否是垃圾对象，并进行回收。

所以我们可以知道，垃圾内存并不是用完了马上就被释放，所以就会产生内存释放不及时的现象，从而降低了内存的使用。而当程序浩大的时候。这种现象更为明显，并且GC的工作也是需要消耗资源的。所以，也就会产生内存浪费。

JVM中的对象生命周期里谈内存回收:

对象的生命周期一般分为7个阶段：创建阶段，应用阶段，不可视阶段，不可到达阶段，可收集阶段，终结阶段，释放阶段。

创建阶段：首先大家看一下,如下两段代码:

test1:

for( int i=0; i<10000; i++)

Object obj=new Object();

test2:

Object obj=null;

for( int i=0; i<10000; i++)

obj=new Object();

这两段代码都是相同的功能，但是显然test2的性能要比test1性能要好，内存使用率要高，这是为什么呢?原因很简单，test1每次执行for循环都要创建一个Object的临时对象，但是这些临时对象由于JVM的GC不能马上销毁，所以他们还要存在很长时间，而test2则只是在内存中保存一份对象的引用，而不必创建大量新临时变量，从而降低了内存的使用。

另外不要对同一个对象初始化多次。例如:

public class A{

private Hashtable table = new Hashtable();

public A(){ table = new Hashtable();

// 这里应该去掉,因为table已经被初始化.

}

}

这样就new了两个Hashtable，但是却只使用了一个。另外一个则没有被引用.而被忽略掉.浪费了内存.并且由于进行了两次new操作.也影响了代码的执行速度。

应用阶段：即该对象至少有一个引用在维护他.

不可视阶段：即超出该变量的作用域。这里有一个很好的做法,因为JVM在GC的时候并不是马上进行回收,而是要判断对象是否被其他引用在维护.所以,这个时候如果我们在使用完一个对象以后对其obj=null或者obj.doSomething()操作,将其标记为空,可以帮助JVM及时发现这个垃圾对象.

不可到达阶段：就是在JVM中找不到对该对象的直接或者间接的引用。

　　可收集阶段,终结阶段,释放阶段：此为回收器发现该对象不可到达,finalize方法已经被执行,或者对象空间已被重用的时候。

JAVA的析构方法:

可能不会有人相信,JAVA有析构函数? 是的,有。因为JAVA所有类都继承至Object类,而finalize就是Object类的一个方法,这个方法在JAVA中就是类似于C++析构函数.一般来说可以通过重载finalize方法的形式才释放类中对象.如:

public class A{

public Object a;

public A(){ a = new Object ;}

protected void finalize() throws java.lang.Throwable{

a = null; // 标记为空,释放对象

Super.finalize(); // 递归调用超类中的finalize方法.

}

}

　　当然,什么时候该方法被调用是由JVM来决定的一般来说,我们需要创建一个destory的方法来显式的调用该方法.然后在finalize也对该方法进行调用,实现双保险的做法.

由于对象的创建是递归式的,也就是先调用超级类的构造,然后依次向下递归调用构造函数,所以应该避免在类的构造函数中初始化变量,这样可以避免不必要的创建对象造成不必要的内存消耗.当然这里也就看出来接口的优势.

数组的创建:

由于数组需要给定一个长度,所以在不确定数据数量的时候经常会创建过大,或过小的数组的现象.造成不必要的内存浪费,所以可以通过软引用的方式来告诉JVM及时回收该内存.(软引用,具体查资料).

例如:

Object obj = new char[10000000000000000];

SoftReference ref = new SoftReference(obj);

共享静态存储空间:

我们都知道静态变量在程序运行期间其内存是共享的,因此有时候为了节约内存工件,将一些变量声明为静态变量确实可以起到节约内存空间的作用.但是由于静态变量生命周期很长,不易被系统回收,所以使用静态变量要合理,不能盲目的使用.以免适得其反。

　　因此建议在下面情况下使用:

1,变量所包含的对象体积较大,占用内存过多.

2,变量所包含对象生命周期较长.

3,变量所包含数据稳定.

4,该类的对象实例有对该变量所包含的对象的共享需求.(也就是说是否需要作为全局变量).

对象重用与GC:

有的时候,如数据库操作对象,一般情况下我们都需要在各个不同模块间使用,所以这样的对象需要进行重用以提高性能.也有效的避免了反复创建对象引起的性能下降.

一般来说对象池是一个不错的注意.如下:

public abstarct class ObjectPool{

private Hashtable locked,unlocked;

private long expirationTIMe;

abstract Object create();

abstract void expire( Object o);

abstract void validate( Object o);

synchronized Object getObject(){...};

synchronized void freeObject(Object o){...};

}

这样我们就完成了一个对象池,我们可以将通过对应的方法来存取删除所需对象.来维护这快内存提高内存重用.

当然也可以通过调用System.gc()强制系统进行垃圾回收操作.当然这样的代价是需要消耗一些cpu资源.

不要提前创建对象:

尽量在需要的时候创建对象,重复的分配,构造对象可能会因为垃圾回收做额外的工作降低性能.

JVM内存参数调优:

强制内存回收对于系统自动的内存回收机制会产生负面影响,会加大系统自动回收的处理时间,所以应该尽量避免显式使用System.gc(),

JVM的设置可以提高系统的性能.例如:

java -XX:NewSize=128m -XX:MaxNewSize=128m -XX:SurvivorRatio=8 -Xms512m -Xmx512m

具体可以查看java帮助文档.我们主要介绍程序设计方面的性能提高.

JAVA程序设计中有关内存管理的其他经验:

根据JVM内存管理的工作原理,可以通过一些技巧和方式让JVM做GC处理时更加有效.,从而提高内存使用和缩短GC的执行时间.

1,尽早释放无用对象的引用.即在不使用对象的引用后设置为空,可以加速GC的工作.(当然如果是返回值.....)

2,尽量少用finalize函数,此函数是JAVA给程序员提供的一个释放对象或资源的机会,但是却会加大GC工作量.

3,如果需要使用到图片,可以使用soft应用类型,它可以尽可能将图片读入内存而不引起OutOfMemory.

4,注意集合数据类型的数据结构,往往数据结构越复杂,GC工作量更大,处理更复杂.

5,尽量避免在默认构造器(构造函数)中创建,初始化大量的对象.

6,尽量避免强制系统做垃圾回收.会增加系统做垃圾回收的最终时间降低性能.

7,尽量避免显式申请数组,如果不得不申请数组的话,要尽量准确估算数组大小.

8,如果在做远程方法调用.要尽量减少传递的对象大小.或者使用瞬间值避免不必要数据的传递.

9,尽量在合适的情况下使用对象池来提高系统性能减少内存开销,当然,对象池不能过于庞大,会适得其反.