Java內(nèi)存管理包括內(nèi)存分配（創(chuàng)建Java對(duì)象）和內(nèi)存回收（回收J(rèn)ava對(duì)象）。這兩者都是JVM（Java虛擬機(jī)）自動(dòng)完成，正因如此，可能很多程序員不再關(guān)心程序的內(nèi)存分配。而作為一把雙刃劍，這種自動(dòng)處理的機(jī)制一方面減少了Java程序開(kāi)發(fā)的難度，另一方面也加重了JVM的工作負(fù)擔(dān)，使得Java程序運(yùn)行相對(duì)較慢。如果程序員不注意代碼的優(yōu)化，不注重減輕JVM內(nèi)存分配的負(fù)擔(dān)，很容易降低程序性能，甚至?xí)?dǎo)致程序因?yàn)閮?nèi)存泄露而停止運(yùn)行。

一、對(duì)象在內(nèi)存中的狀態(tài)

JVM是否回收一個(gè)對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)：是否還有引用變量引用該對(duì)象？只要有引用變量引用該對(duì)象，垃圾回收機(jī)制就不會(huì)回收它。

JVM的內(nèi)存回收機(jī)制采用有向圖方式來(lái)管理內(nèi)存中的對(duì)象，對(duì)于單線程程序而言，整個(gè)程序基于main線程，那么該有向圖就是以main進(jìn)程為頂點(diǎn)的有向圖。在此有向圖中，main頂點(diǎn)可達(dá)的對(duì)象處于可達(dá)狀態(tài)，垃圾回收機(jī)制不會(huì)回收它們，如果在有向圖中，main線程不可達(dá)，則垃圾回收機(jī)制就會(huì)主動(dòng)回收它了。

如下程序：

classNode?{

Node?next;

String?name;

publicNode(String?name)?{

this.name?=?name;

}

}

publicclassNodeTest?{

publicstaticvoidmain(String[]?args)?{

Node?n1?=newNode("第一個(gè)節(jié)點(diǎn)");

Node?n2?=newNode("第二個(gè)節(jié)點(diǎn)");

Node?n3?=newNode("第三個(gè)節(jié)點(diǎn)");

n1.next?=?n2;

n3?=?n2;

n2?=null;

}

}

對(duì)應(yīng)的有向圖如下：

則很明顯，“第三個(gè)Node對(duì)象”不可達(dá)，接下來(lái)就會(huì)成為垃圾回收機(jī)制的回收對(duì)象。

另外值得一提的是，有向圖的管理方式能有效解決循環(huán)引用的問(wèn)題，例如，有三個(gè)對(duì)象相互引用，A引用B，B引用C，C引用A，他們都沒(méi)有失去引用，但是只要從有向圖的頂點(diǎn)（也就是進(jìn)程根）不可達(dá)，則垃圾回收機(jī)制就會(huì)回收它們。采用有向圖管理內(nèi)存對(duì)象，有較高精度，但缺點(diǎn)是效率較低。

根據(jù)對(duì)象在有向圖中的狀態(tài)，可以分為三種：

可達(dá)狀態(tài)：對(duì)象被創(chuàng)建后有一個(gè)以上的引用變量引用它。程序可通過(guò)該引用變量來(lái)調(diào)用該對(duì)象的屬性和方法。

可恢復(fù)狀態(tài)：程序中某個(gè)對(duì)象不再有任何引用變量引用，它將進(jìn)入可恢復(fù)狀態(tài)，此時(shí)有向圖的起始頂點(diǎn)不能導(dǎo)航到該對(duì)象。在該狀態(tài)下，系統(tǒng)的垃圾回收機(jī)制準(zhǔn)備回收該對(duì)象所占用 的內(nèi)存。在回收該對(duì)象之前，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用可恢復(fù)狀態(tài)的對(duì)象的finalize方法進(jìn)行資源清理，如果系統(tǒng)在調(diào)用finalize方法重新讓一個(gè)以上引用變量引用該對(duì)象，則這個(gè)對(duì)象會(huì)再次變?yōu)榭蛇_(dá)狀態(tài)；否則，該對(duì)象進(jìn)入不可達(dá)狀態(tài)。

不可達(dá)狀態(tài)：對(duì)象 的所有關(guān)聯(lián)都被切斷，且系統(tǒng)調(diào)用對(duì)象的finalize方法依然沒(méi)有使對(duì)象變?yōu)榭蛇_(dá)狀態(tài)，那這個(gè)對(duì)象將永久性地失去引用，變成不可達(dá)狀態(tài)。只有當(dāng)一個(gè)對(duì)象處于不可達(dá)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)真正回收該對(duì)象所占有的資源。

三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換圖如下所示：

值得注意的是，一個(gè)對(duì)象可以被一個(gè)方法局部變量所引用，也可以被其他類的類變量引用，或者被其他對(duì)象的實(shí)例變量所引用。當(dāng)某個(gè)對(duì)象被其他類的類變量所引用時(shí)，只有該類被銷毀后，該對(duì)象才會(huì)進(jìn)入可恢復(fù)狀態(tài)。當(dāng)某個(gè)對(duì)象被其他對(duì)象的實(shí)例變量引用時(shí)，只有當(dāng)引用該對(duì)象的對(duì)象被銷毀或進(jìn)入不可達(dá)狀態(tài)時(shí)，該對(duì)象才會(huì)進(jìn)入不可達(dá)狀態(tài)。

二、幾種引用方式：

在JDK1.2版本開(kāi)始，把對(duì)象的引用分為四種級(jí)別，從而使程序更加靈活地控制對(duì)象的生命周期，這四種級(jí)別由高到低依次為：強(qiáng)引用、軟引用、弱引用、虛引用。相關(guān)對(duì)應(yīng)的類圖結(jié)構(gòu)如下：

1、強(qiáng)引用

以前我們使用的大部分引用實(shí)際上都是強(qiáng)引用，這是使用最普遍的引用。如果一個(gè)對(duì)象具有強(qiáng)引用，就表示它處于可達(dá)狀態(tài)，垃圾回收器絕不會(huì)回收它，即便系統(tǒng)內(nèi)存非常緊張，Java虛擬機(jī)寧愿拋出OutOfMemoryError錯(cuò)誤，使程序異常終止，也不會(huì)回收被強(qiáng)引用所引用的對(duì)象。因此，強(qiáng)引用是造成Java內(nèi)存泄露的主要原因之一。

2、軟引用（SoftReference）

當(dāng)一個(gè)對(duì)象只具有軟引用，如果內(nèi)存空間足夠，垃圾回收器就不會(huì)回收它，如果內(nèi)存空間不足了，就會(huì)回收這些對(duì)象的內(nèi)存。只要垃圾回收器沒(méi)有回收它，該對(duì)象就可以被程序使用。軟引用可用來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存。

軟引用可以和一個(gè)引用隊(duì)列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用，如果軟引用所引用的對(duì)象被垃圾回收，JAVA虛擬機(jī)就會(huì)把這個(gè)軟引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中。

3．弱引用（WeakReference）

如果一個(gè)對(duì)象只具有弱引用，那就類似于是可有可無(wú)的。弱引用和軟引用很像，但弱引用的引用級(jí)別更低。弱引用與軟引用的區(qū)別在于：只具有弱引用的對(duì)象擁有更短暫的生命周期。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內(nèi)存區(qū)域的過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對(duì)象，不管當(dāng)前內(nèi)存空間足夠與否，都會(huì)回收它的內(nèi)存。不過(guò)，由于垃圾回收器是一個(gè)優(yōu)先級(jí)較低的線程， 因此不一定會(huì)很快發(fā)現(xiàn)那些只具有弱引用的對(duì)象，即只有等到系統(tǒng)垃圾回收機(jī)制運(yùn)行時(shí)才會(huì)被回收。

弱引用可以和一個(gè)引用隊(duì)列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用，如果弱引用所引用的對(duì)象被垃圾回收，Java虛擬機(jī)就會(huì)把這個(gè)弱引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中。

4．虛引用（PhantomReference）

"虛引用"顧名思義，就是形同虛設(shè)，與其他幾種引用都不同，虛引用并不會(huì)決定對(duì)象的生命周期。如果一個(gè)對(duì)象僅持有虛引用，那么它就和沒(méi)有任何引用一樣，在任何時(shí)候都可能被垃圾回收，程序也并不能通過(guò)虛引用訪問(wèn)被引用的對(duì)象。

虛引用主要用來(lái)跟蹤對(duì)象被垃圾回收的狀態(tài)。虛引用與軟引用和弱引用的一個(gè)區(qū)別在于：虛引用不能單獨(dú)使用，虛引用必須和引用隊(duì)列（ReferenceQueue）聯(lián)合使用。當(dāng)垃圾回收器準(zhǔn)備回收一個(gè)對(duì)象時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)它還有虛引用，就會(huì)在回收對(duì)象的內(nèi)存之前，把這個(gè)虛引用加入到與之關(guān)聯(lián)的引用隊(duì)列中。程序可以通過(guò)判斷引用隊(duì)列中是否已經(jīng)加入了虛引用，來(lái)了解被引用的對(duì)象是否將要被垃圾回收。程序如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)虛引用已經(jīng)被加入到引用隊(duì)列，那么就可以在所引用的對(duì)象的內(nèi)存被回收之前采取必要的行動(dòng)。

各類引用說(shuō)明對(duì)比如下表所示：

使用這些引用類可以避免程序執(zhí)行期間將對(duì)象留在內(nèi)存中。如果以軟引用、弱引用或虛引用的方式引用對(duì)象，垃圾回收器就能隨意地釋放對(duì)象。如果希望盡可能減小程序在其生命周期中所占用的內(nèi)存大小，這些引用類就很有好處。

轉(zhuǎn)載自：http://blog.csdn.NET/daijin888888/article/details/49949283