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C/C++的内存管理

在C/C++这类没有自动垃圾回收机制的语言中，一个对象如果不再使用，需要手动释放，否则就会出现内存泄漏。我们称这种释放对象的过程为垃圾回收，而需要程序员编写代码进行回收的方式为手动回收。

内存泄漏指的是不再使用的对象在系统中未被回收，内存泄漏的积累可能会导致内存溢出。

Java的内存管理

Java中为了简化对象的释放，引入了自动的垃圾回收（Garbage Collection简称GC）机制。通过垃圾回收器来对不再使用的对象完成自动的回收，垃圾回收器主要负责对堆上的内存进行回收。其他很多现代语言比如C#、Python、Go都拥有自己的垃圾回收器。

垃圾回收的对比

自动垃圾回收

自动根据对象是否使用由虚拟机来回收对象•

• 优点：降低程序员实现难度、降低对象回收bug的可能性
• 缺点：程序员无法控制内存回收的及时性

手动垃圾回收

由程序员编程实现对象的删除

• 优点：回收及时性高，由程序员把控回收的时机
• 缺点：编写不当容易出现悬空指针、重复释放、内存泄漏等问题

自动垃圾回收机制的应用场景

方法区的回收

线程不共享的部分，都是伴随着线程的创建而创建，线程的销毁而销毁。而方法的栈帧在执行完方法之后就会自动弹出栈并释放掉对应的内存。

方法区中能回收的内容主要就是不再使用的类。

判定一个类可以被卸载。需要同时满足下面三个条件：

1. 此类所有实例对象都已经被回收，在堆中不存在任何该类的实例对象以及子类对象。
2. 加载该类的类加载器已经被回收。
3. 该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用

手动触发回收

如果需要手动触发垃圾回收，可以调用System.gc()方法。

语法： System.gc()

注意事项：

调用System.gc()方法并不一定会立即回收垃圾，仅仅是向Java虚拟机发送一个垃圾回收的请求，具体是否需要执行垃圾回收Java虚拟机会自行判断。

堆回收

引用计数法与可达性分析

如何判断堆上的对象可以回收？

Java中的对象是否能被回收，是根据对象是否被引用来决定的。如果对象被引用了，说明该对象还在使用，不允许被回收。

比如下面代码的内存结构图：

只有无法通过引用获取到对象时，该对象才能被回收。图中A的实例对象要回收，有两个引用要去除：

1.栈中a1变量到对象的引用

2.B对象到A对象的引用

如果在main方法中最后执行 a1 = null ，b1 = null，是否能回收A和B对象呢？

可以回收，方法中已经没有办法使用引用去访问A和B对象了。

如何判断堆上的对象没有被引用？

常见的有两种判断方法：引用计数法和可达性分析法。

引用计数法会为每个对象维护一个引用计数器，当对象被引用时加1，取消引用时减1。

引用计数法的缺点---循环引用

引用计数法的优点是实现简单，C++中的智能指针就采用了引用计数法，但是它也存在缺点，主要有两点：

1.每次引用和取消引用都需要维护计数器，对系统性能会有一定的影响

2.存在循环引用问题，所谓循环引用就是当A引用B，B同时引用A时会出现对象无法回收的问题。

查看垃圾回收日志

如果想要查看垃圾回收的信息，可以使用-verbose:gc参数。

语法： -verbose:gc

可达性分析算法

Java使用的是可达性分析算法来判断对象是否可以被回收。可达性分析将对象分为两类：垃圾回收的根对象（GC Root）和普通对象，对象与对象之间存在引用关系。

下图中A到B再到C和D，形成了一个引用链，可达性分析算法指的是如果从某个到GC Root对象是可达的，对象就不可被回收。

哪些对象被称之为GC Root对象呢？

1. 线程Thread对象。
2. 系统类加载器加载的java.lang.Class对象。
3. 监视器对象，用来保存同步锁synchronized关键字持有的对象。
4. 本地方法调用时使用的全局对象