public static void soft() { // list --> SoftReference --> byte[] List<SoftReference<byte[]>> list = new ArrayList<>(); ReferenceQueue<byte[]> referenceQueue = new ReferenceQueue<>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { SoftReference<byte[]> ref = new SoftReference<>(new byte[_4MB], referenceQueue); System.out.println(ref.get()); list.add(ref); System.out.println(list.size()); } Reference<? extends byte[]> poll = referenceQueue.poll(); while (poll != null) { list.remove(poll); poll = referenceQueue.poll(); } System.out.println("循环结束：" + list.size()); for (SoftReference<byte[]> ref : list) { System.out.println(ref.get()); } }
结果如下。
[B@7f31245a 1 [B@6d6f6e28 2 [B@135fbaa4 3 [B@45ee12a7 4 [B@330bedb4 5 循环结束：1 [B@330bedb4 Process finished with exit code 0
6.4 弱引用
与软引用十分类似。
/** * 演示弱引用 * -Xmx20m -XX:+PrintGCDetails */ public class Demo2_5 { private static final int _4MB = 4 * 1024 * 1024; public static void main(String[] args) { // list --> WeakReference --> byte[] List<WeakReference<byte[]>> list = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 10; i++) { WeakReference<byte[]> ref = new WeakReference<>(new byte[_4MB]); list.add(ref); for (WeakReference<byte[]> w : list) { System.out.print(w.get()+" "); } System.out.println(); } System.out.println("循环结束：" + list.size()); } }
打印的结果如下。其中第10 次循环时，由于弱引用本身也占有一定的内存，触发Full GC。
[B@7f31245a [B@7f31245a [B@6d6f6e28 [B@7f31245a [B@6d6f6e28 [B@135fbaa4 [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 2209K->504K(6144K)] 14497K->13139K(19968K), 0.0023913 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [B@7f31245a [B@6d6f6e28 [B@135fbaa4 [B@45ee12a7 [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 4712K->496K(6144K)] 17347K->13326K(19968K), 0.0025155 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [B@7f31245a [B@6d6f6e28 [B@135fbaa4 null [B@330bedb4 [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 4704K->504K(6144K)] 17534K->13350K(19968K), 0.0020861 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs] [B@7f31245a [B@6d6f6e28 [B@135fbaa4 null null [B@2503dbd3 [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 4711K->504K(6144K)] 17557K->13382K(19968K), 0.0017767 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [B@7f31245a [B@6d6f6e28 [B@135fbaa4 null null null [B@4b67cf4d [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 4710K->456K(6144K)] 17588K->13334K(19968K), 0.0017985 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [B@7f31245a [B@6d6f6e28 [B@135fbaa4 null null null null [B@7ea987ac [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 4775K->504K(5120K)] 17653K->13398K(18944K), 0.0011480 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [B@7f31245a [B@6d6f6e28 [B@135fbaa4 null null null null null [B@12a3a380 [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 4735K->256K(5632K)] 17629K->13531K(19456K), 0.0016537 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 256K->0K(5632K)] [ParOldGen: 13275K->782K(8192K)] 13531K->782K(13824K), [Metaspace: 3345K->3345K(1056768K)], 0.0108212 secs] [Times: user=0.17 sys=0.00, real=0.01 secs] null null null null null null null null null [B@29453f44 循环结束：10
当然，弱引用与软引用的区别是，只要触发垃圾回收，无论内存是否充足都会回收其引用对象。
public class WeakReferenceDemo { public static void main(String[] args) { WeakReference<String> sr = new WeakReference<String>( new String( "hello" )); System.out.println(sr.get()); System.gc(); //通知JVM的gc进行垃圾回收 System.out.println(sr.get()); } }
输出结果。
6.5 回收算法
6.5.1 标记清除算法
先标记(将不可被GC Root直接或者间接访问的内存标记)，再清除(并不是做清零操作，而是被空闲的内存起始地址放入空闲内存表，下次分配内存时就可以使用)。这种方式的优点是速度快，缺点是容易产生内存碎片，比如存储一个数组对象，总的内存空间足够，但是内存不连续，依然会导致内存溢出问题。
6.5.2 标记整理算法
先标记，再整理(移动对象)。优点是内存连续，缺点是消耗一定的时间，（对象移动，同时对象的地址发生变化，如果对象有引用，那么引用中保存的地址也需要随之发生改变。）
6.5.3 复制算法
先标记，后复制。将对象从from移动到to区域，在移动过程中就完成了内存整理工作。同时交换from和to区。优点是空间连续，缺点是需要使用双倍的内存空间。
6.6 分代回收机制
JVM同时综合使用了三种垃圾回收算法。这就是分代回收机制。
内存空间可以分为新生代和老年代，新生代又可以分为伊甸园和幸存者from，幸存者to。之所以采用分代回收机制，是为了使不同的垃圾回收策略。新生代用于存放朝生夕死的对象，会频繁的进行垃圾清理。
一个对象被创建后，首先会放入新生代的伊甸园中。
当新生区内存无法放入新的对象时，会触发一次Minor GC，将根据根可达算法判断伊甸园和幸存区From中哪些对象可以被回收，对于没有被垃圾回收的对象，根据复制算法将其复制到幸存区to中，交换幸存区From和幸存区To，并将未被回收对象寿命增1。Minor GC会引发STW(Stop the world)，即进行垃圾回收时其他用户线程会被暂停。之所以要触发STW是因为垃圾回收的过程中会改变对象的地址，如果不暂停其他线程，当其他线程找不到对象会发生混乱。因为大部分对象都会被垃圾回收，需要通过复制算法改变内存地址的对象并不多，Minor GC的SWT较短。
当幸存区中的对象寿命到了阈值(最大为15{4bit}），说明这些对象的生命周期较长，这些对象将会被移到老年代中，当内存资源较为紧张，新生代存放不下更多对象，也可能将对象移到老年代中。老年代的垃圾回收频率较低。
如果堆中新生代快满了，放不进新的对象，同时老年代也快满了，会先尝试触发Minor GC，空间仍然不足就会触发Full GC。对整个堆进行垃圾回收。因为Full GC时老年代的回收算法耗时，同时要回收的对象数量较多，Full GC的SWT时间较长。如果Full GC后内存仍然不足就会触发Out of Memory。
6.7 GC分析
下面我们通过实例对GC的过程分析。开始GC分析之前，先了解一些GC常用的一些参数。其中上表中的晋升是指新生代晋升到老年代。
参考下面代码，设置参数并运行。其中参数-XX:+UserSerialGC是将垃圾回收器设置为UserSerialGC，这种垃圾回收器的幸存区不会进行自动调整，有助于我们观察现象。
/** * 演示内存的分配策略 */ public class Demo2_1 { private static final int _512KB = 512 * 1024; private static final int _1MB = 1024 * 1024; private static final int _6MB = 6 * 1024 * 1024; private static final int _7MB = 7 * 1024 * 1024; private static final int _8MB = 8 * 1024 * 1024; // -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails -verbose:gc -XX:-ScavengeBeforeFullGC public static void main(String[] args) throws InterruptedException { } }
