高性能Java代碼之 記憶體管理

[導讀]更甚者你寫的代碼，GC根本就回收不了，直接系統挂掉。GC是一段程式，不是智能，他隻回收他認為的垃圾，而不是回收你認為的垃圾。

　　更甚者你寫的代碼，GC根本就回收不了，直接系統挂掉。GC是一段程式，不是智能，他隻回收他認為的垃圾，而不是回收你認為的垃圾。

　　GC垃圾回收:

　　Grabage Collection相信學過JAVA的人都知道這個是什麼意思.但是他是如何工作的呢?

　　首先，JVM在管理記憶體的時候對于變量的管理總是分新對象和老對象。新對象也就是開發者new出來的對象，但是由于生命周期短，那麼他占用的記憶體并不是馬上釋放，而是被标記為老對象，這個時候該對象還是要存在一段時間。然後由JVM決定他是否是垃圾對象，并進行回收。

　　是以我們可以知道，垃圾記憶體并不是用完了馬上就被釋放，是以就會産生記憶體釋放不及時的現象，進而降低了記憶體的使用。而當程式浩大的時候。這種現象更為明顯，并且GC的工作也是需要消耗資源的。是以，也就會産生記憶體浪費。

　　JVM中的對象生命周期裡談記憶體回收:

　　對象的生命周期一般分為7個階段：建立階段，應用階段，不可視階段，不可到達階段，可收集階段，終結階段，釋放階段。

　　建立階段：首先大家看一下,如下兩段代碼:

　　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();

　　這兩段代碼都是相同的功能，但是顯然test2的性能要比test1性能要好，記憶體使用率要高，這是為什麼呢?原因很簡單，test1每次執行for循環都要建立一個Object的臨時對象，但是這些臨時對象由于JVM的GC不能馬上銷毀，是以他們還要存在很長時間，而test2則隻是在記憶體中儲存一份對象的引用，而不必建立大量新臨時變量，進而降低了記憶體的使用。

　　另外不要對同一個對象初始化多次。例如:

　　public class A{

　　private Hashtable table = new Hashtable();

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

　　// 這裡應該去掉,因為table已經被初始化.

　　}

　　}

　　這樣就new了兩個Hashtable，但是卻隻使用了一個。另外一個則沒有被引用.而被忽略掉.浪費了記憶體.并且由于進行了兩次new操作.也影響了代碼的執行速度。

　　應用階段：即該對象至少有一個引用在維護他.

　　不可視階段：即超出該變量的作用域。這裡有一個很好的做法,因為JVM在GC的時候并不是馬上進行回收,而是要判斷對象是否被其他引用在維護.是以,這個時候如果我們在使用完一個對象以後對其obj=null或者obj.doSomething()操作,将其标記為空,可以幫助JVM及時發現這個垃圾對象.

　　不可到達階段：就是在JVM中找不到對該對象的直接或者間接的引用。

　　可收集階段,終結階段,釋放階段：此為回收器發現該對象不可到達,finalize方法已經被執行,或者對象空間已被重用的時候。

　　JAVA的析構方法:

　　可能不會有人相信,JAVA有析構函數? 是的,有。因為JAVA所有類都繼承至Object類,而finalize就是Object類的一個方法,這個方法在JAVA中就是類似于C++析構函數.一般來說可以通過重載finalize方法的形式才釋放類中對象.如:

　　public class A{

　　public Object a;

　　public A(){ a = new Object ;}

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

　　a = null; // 标記為空,釋放對象

　　super.finalize(); // 遞歸調用超類中的finalize方法.

　　}

　　}

　　當然,什麼時候該方法被調用是由JVM來決定的.......................

　　一般來說,我們需要建立一個destory的方法來顯式的調用該方法.然後在finalize也對該方法進行調用,實作雙保險的做法.

　　由于對象的建立是遞歸式的,也就是先調用超級類的構造,然後依次向下遞歸調用構造函數,是以應該避免在類的構造函數中初始化變量,這樣可以避免不必要的建立對象造成不必要的記憶體消耗.當然這裡也就看出來接口的優勢.

　　數組的建立:

　　由于數組需要給定一個長度,是以在不确定資料數量的時候經常會建立過大,或過小的數組的現象.造成不必要的記憶體浪費,是以可以通過軟引用的方式來告訴JVM及時回收該記憶體.(軟引用,具體查資料).

　　例如:

　　Object obj = new char[10000000000000000];

　　SoftReference ref = new SoftReference(obj);

　　共享靜态存儲空間:

　　我們都知道靜态變量在程式運作期間其記憶體是共享的,是以有時候為了節約記憶體工件,将一些變量聲明為靜态變量确實可以起到節約記憶體空間的作用.但是由于靜态變量生命周期很長,不易被系統回收,是以使用靜态變量要合理,不能盲目的使用.以免适得其反。

　　是以建議在下面情況下使用:

　　1,變量所包含的對象體積較大,占用記憶體過多.

　　2,變量所包含對象生命周期較長.

　　3,變量所包含資料穩定.

　　4,該類的對象執行個體有對該變量所包含的對象的共享需求.(也就是說是否需要作為全局變量).

　　對象重用與GC:

　　有的時候,如資料庫操作對象,一般情況下我們都需要在各個不同子產品間使用,是以這樣的對象需要進行重用以提高性能.也有效的避免了反複建立對象引起的性能下降.

　　一般來說對象池是一個不錯的注意.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){...};

　　}

　　這樣我們就完成了一個對象池,我們可以将通過對應的方法來存取删除所需對象.來維護這快記憶體提高記憶體重用.

　　當然也可以通過調用System.gc()強制系統進行垃圾回收操作.當然這樣的代價是需要消耗一些cpu資源.

　　不要提前建立對象:

　　盡量在需要的時候建立對象,重複的配置設定,構造對象可能會因為垃圾回收做額外的工作降低性能.

　　JVM記憶體參數調優:

　　強制記憶體回收對于系統自動的記憶體回收機制會産生負面影響,會加大系統自動回收的處理時間,是以應該盡量避免顯式使用System.gc(),

　　JVM的設定可以提高系統的性能.例如:

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

　　具體可以檢視java幫助文檔.我們主要介紹程式設計方面的性能提高.

　　JAVA程式設計中有關記憶體管理的其他經驗:

　　根據JVM記憶體管理的工作原理,可以通過一些技巧和方式讓JVM做GC處理時更加有效.,進而提高記憶體使用和縮短GC的執行時間.

　　1,盡早釋放無用對象的引用.即在不使用對象的引用後設定為空,可以加速GC的工作.(當然如果是傳回值.....)

　　2,盡量少用finalize函數,此函數是JAVA給程式員提供的一個釋放對象或資源的機會,但是卻會加大GC工作量.

　　3,如果需要使用到圖檔,可以使用soft應用類型,它可以盡可能将圖檔讀入記憶體而不引起OutOfMemory.

　　4,注意集合資料類型的資料結構,往往資料結構越複雜,GC工作量更大,處理更複雜.

　　5,盡量避免在預設構造器(構造函數)中建立,初始化大量的對象.

　　6,盡量避免強制系統做垃圾回收.會增加系統做垃圾回收的最終時間降低性能.

　　7,盡量避免顯式申請數組,如果不得不申請數組的話,要盡量準确估算數組大小.

　　8,如果在做遠端方法調用.要盡量減少傳遞的對象大小.或者使用瞬間值避免不必要資料的傳遞.

　　9,盡量在合适的情況下使用對象池來提高系統性能減少記憶體開銷,當然,對象池不能過于龐大,會适得其反.