Java垃圾回收機制概念
new的本質為malloc，即在記憶體中（注意是在記憶體中！）申請一段空間，申請之後必須釋放，否則會産生大量未被回收的記憶體碎片，進而導緻軟體崩潰。在C語言中存在有free()函數，C++中存在有析構函數，這兩種都為回收這樣的記憶體碎片提供了工具，但Java中有一樣更為NB的機制，也被js，GO等超靈活超優雅的程式語言争相模仿，即大名鼎鼎的垃圾回收機制，又稱GC（Garbage Collection）。剛剛入門的基礎Coder知道有這麼個東西就好，等你摸清了Java的基本使用發方法之後可以嘗試看一看GO語言實作JVM核心的方法。
說句題外話，這在我心裡一直是一項非常非常有價值的技術，他将回收垃圾時要考慮的超多問題以某種基礎機制自動解決，足以展現程式語言設計團隊的博大人文情懷，而且其中涉及的知識、代碼結構、算法遠非常人可及，是以作為一種“工具”，使用時的注意事項就尤為重要，畢竟有利就有弊，就算是GC也不可能完美。
GC的執行時機
目前有這麼幾種說法： 當new出的執行個體對象使用結束，方法中局部變量、局部對象在該方法被調用結束時可能會執行的方法（為什麼會是可能，下文會解釋）和 當記憶體警告與程式即将結束時執行，不頻繁，是以占用cpu時間片段不多。這之前科普一下finalize方法，每個對象都有這樣一個方法，使用時隻需覆寫即可。這是被gc調用的留給程式員的最後一根指揮棒，用來控制程式最後的動作。
下面給一段代碼：
public class PreClass {
private int num1;
public PreClass() {
}
public void showStr(String str) {
int length = str.length();
System.out.println("這句話擁有[" + length + "]個字，" + str);
}
public PreClass add(int num2) {
this.num1 += num2;
System.out.println(this.num1);
return this;
}
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
Thread.sleep(3000);
System.out.println(this + "已被回收");
}
}
最後添加了一個3s的延時，如果該finalize被使用時就會有一個3s的延遲，之後便會輸出“xxx已被回收”的語句。
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
PreClass pre = new PreClass();
pre.add(12).add(15);
pre.showStr("這居然是非常正好的十五字你敢信");
}
}
下面為輸出：
12
27
這句話擁有[15]個字，這居然是非常正好的十五字你敢信
（注意：下面是我之前的看法）可見，"xxx被回收"的語句并未出現，這并不是說明不是所有的程式在運作之後變量都會被回收。而是在GC之後，Java的console視窗一樣被回收，導緻并不是沒被回收，而是回收了你也看不到。若想看到結果需要滿足一定條件，下面改一下Demo：
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
PreClass pre = new PreClass();
pre.add(12).add(15);
pre.showStr("這居然是非常正好的十五字你敢信");
System.out.println(pre.num1);
pre = null; //人為将pre空間回收
System.gc();
try {
Thread.sleep(6000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("6s後"); //在GC之後，看他會不會執行
}
}
12
27
這句話擁有[15]個字，這居然是非常正好的十五字你敢信
[email protected]已被回收
6s後
顯而易見，我之前的想法是錯誤的，并不是console也一樣被回收了，那麼又是怎麼一回事呢？經過研究查找資料後我打算這樣驗證：
private static void fun1() {
PreClass pre = new PreClass(); //不解除對pre的引用
pre.showStr("就是為了消除警告");
System.gc();
}
private static void fun2() {
PreClass pre = new PreClass();
pre.showStr("就是為了消除警告");
pre = null; //解除對pre引用
System.gc();
}
private static void fun3() {
{
PreClass pre = new PreClass();
pre.showStr("就是為了消除警告"); //經過一個{}後pre的壽命已經結束，如果此時釋放GC說明GC不是對應堆
}
System.gc();
}
private static void fun4() {
{
PreClass pre = new PreClass();
pre.showStr("就是為了消除警告");
}
int a = 2; //pre生命周期結束後被a的指派替代，如果GC失敗說明棧幀中不存在覆寫關系，即
System.gc(); //pre的生命周期結束後棧幀負責它的區域仍存活且仍舊被pre占據
}
private static void fun5() {
fun1(); //進行對fun1()的調用，觀察棧幀壽命與什麼有關
System.gc();
}
結果
fun1(); //GC失敗
fun2(); //GC
fun3(); //GC失敗
fun4(); //GC
fun5(); //GC
需要介紹一下 棧幀的概念：每當Java開啟一個線程時，JVM會為其開辟出一個Java棧，每當其調用一個方法時就向該棧壓入一個棧幀，即棧幀是Java棧的基本組成機關。熟悉棧這種資料結構的朋友都知道，棧，先入後出，存在棧頂指針ebp和棧底指針
esp，棧頂為高位址，每當需要釋放空間時将棧頂指針上移即可，棧幀也是如此釋放。
棧幀中存在三部分，局部變量幀，操作數棧和幀資料區。局部變量幀負責存儲局部變量，按位元組存儲，即根據變量的聲明方式判斷其資料類型并壓入對應Java棧。操作數棧負責存儲臨時資料，如int a = 2等。幀資料區負責存儲用來進行常量池解析、方法傳回及異常派發等的基本資料。
fun1中存在了對PreClass的引用，就需要在棧幀的局部變量幀壓入該變量且後期沒有釋放，便一直占據，導緻GC失敗，畢竟GC的本質是回收沒用的空間，棧還在用着他當然不會回收。fun2在結束了pre的引用後将其指派為null，即人為回收，GC判定無用，收回。是以這裡做兩點結論：
1.變量不用後将其指派為null是最為安全的回收方法，無論GC不GC；
2.GC的一種實作方法應該就是判定目前引用是否為null。
fun3由于在引用後并未釋放pre導緻GC失敗，是以說明該棧仍被pre資料塊使用。fun4釋放成功是因為在pre資料塊運作結束後出現了新的int指派，導緻覆寫了目前資料塊，聯想棧幀結構，操作數棧可以覆寫局部變量區。fun5中調用fun1方法，fun1方法使用後壽命結束，無傳回值出棧，空間無用，是以GC成功。
![三色标記算法和浮動垃圾[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)