本篇內(nèi)容主要講解“Java中當(dāng)對象不再使用且不賦值為null會導(dǎo)致什么后果 ”,感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷,實用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“Java中當(dāng)對象不再使用且不賦值為null會導(dǎo)致什么后果 ”吧!
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前言
許多Java開發(fā)者都曾聽說過“不使用的對象應(yīng)手動賦值為null“這句話,而且好多開發(fā)者一直信奉著這句話;問其原因,大都是回答“有利于GC更早回收內(nèi)存,減少內(nèi)存占用”,但再往深入問就回答不出來了。
鑒于網(wǎng)上有太多關(guān)于此問題的誤導(dǎo),本文將通過實例,深入JVM剖析“對象不再使用時賦值為null”這一操作存在的意義,供君參考。本文盡量不使用專業(yè)術(shù)語,但仍需要你對JVM有一些概念。
示例代碼
我們來看看一段非常簡單的代碼:
public static void main(String[] args) { if (true) { byte[] placeHolder = new byte[64 * 1024 * 1024]; System.out.println(placeHolder.length / 1024); } System.gc(); }
我們在if中實例化了一個數(shù)組placeHolder,然后在if的作用域外通過System.gc();手動觸發(fā)了GC,其用意是回收placeHolder,因為placeHolder已經(jīng)無法訪問到了。來看看輸出:
65536 [GC 68239K->65952K(125952K), 0.0014820 secs] [Full GC 65952K->65881K(125952K), 0.0093860 secs]
Full GC 65952K->65881K(125952K)代表的意思是:本次GC后,內(nèi)存占用從65952K降到了65881K。意思其實是說GC沒有將placeHolder回收掉,是不是不可思議?
下面來看看遵循“不使用的對象應(yīng)手動賦值為null“的情況:
public static void main(String[] args) { if (true) { byte[] placeHolder = new byte[64 * 1024 * 1024]; System.out.println(placeHolder.length / 1024); placeHolder = null; } System.gc(); }
其輸出為:
65536 [GC 68239K->65952K(125952K), 0.0014910 secs] [Full GC 65952K->345K(125952K), 0.0099610 secs]
這次GC后內(nèi)存占用下降到了345K,即placeHolder被成功回收了!對比兩段代碼,僅僅將placeHolder賦值為null就解決了GC的問題,真應(yīng)該感謝“不使用的對象應(yīng)手動賦值為null“。
等等,為什么例子里placeHolder不賦值為null,GC就“發(fā)現(xiàn)不了”placeHolder該回收呢?這才是問題的關(guān)鍵所在。
運行時棧
典型的運行時棧
如果你了解過編譯原理,或者程序執(zhí)行的底層機(jī)制,你會知道方法在執(zhí)行的時候,方法里的變量(局部變量)都是分配在棧上的;當(dāng)然,對于Java來說,new出來的對象是在堆中,但棧中也會有這個對象的指針,和int一樣。
比如對于下面這段代碼:
public static void main(String[] args) { int a = 1; int b = 2; int c = a + b; }
其運行時棧的狀態(tài)可以理解成:
索引 | 變量 |
---|---|
1 | a |
2 | b |
3 | c |
“索引”表示變量在棧中的序號,根據(jù)方法內(nèi)代碼執(zhí)行的先后順序,變量被按順序放在棧中。
再比如:
public static void main(String[] args) { if (true) { int a = 1; int b = 2; int c = a + b; } int d = 4; }
這時運行時棧就是:
索引 | 變量 |
---|---|
1 | a |
2 | b |
3 | c |
4 | d |
容易理解吧?其實仔細(xì)想想上面這個例子的運行時棧是有優(yōu)化空間的。
Java的棧優(yōu)化
上面的例子,main()方法運行時占用了4個棧索引空間,但實際上不需要占用這么多。當(dāng)if執(zhí)行完后,變量a、b和c都不可能再訪問到了,所以它們占用的1~3的棧索引是可以“回收”掉的,比如像這樣:
索引 | 變量 |
---|---|
1 | a |
2 | b |
3 | c |
1 | d |
變量d重用了變量a的棧索引,這樣就節(jié)約了內(nèi)存空間。
提醒
上面的“運行時?!焙汀八饕笔菫榉奖阋攵室獍l(fā)明的詞,實際上在JVM中,它們的名字分別叫做“局部變量表”和“Slot”。而且局部變量表在編譯時即已確定,不需要等到“運行時”。
GC一瞥
這里來簡單講講主流GC里非常簡單的一小塊:如何確定對象可以被回收。另一種表達(dá)是,如何確定對象是存活的。
仔細(xì)想想,Java的世界中,對象與對象之間是存在關(guān)聯(lián)的,我們可以從一個對象訪問到另一個對象。如圖所示。
再仔細(xì)想想,這些對象與對象之間構(gòu)成的引用關(guān)系,就像是一張大大的圖;更清楚一點,是眾多的樹。
如果我們找到了所有的樹根,那么從樹根走下去就能找到所有存活的對象,那么那些沒有找到的對象,就是已經(jīng)死亡的了!這樣GC就可以把那些對象回收掉了。
現(xiàn)在的問題是,怎么找到樹根呢?JVM早有規(guī)定,其中一個就是:棧中引用的對象。也就是說,只要堆中的這個對象,在棧中還存在引用,就會被認(rèn)定是存活的。
提醒
上面介紹的確定對象可以被回收的算法,其名字是“可達(dá)性分析算法”。
JVM的“bug”
我們再來回頭看看最開始的例子:
public static void main(String[] args) { if (true) { byte[] placeHolder = new byte[64 * 1024 * 1024]; System.out.println(placeHolder.length / 1024); } System.gc(); }
看看其運行時棧:
LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 21 0 args [Ljava/lang/String; 5 12 1 placeHolder [B
棧中第一個索引是方法傳入?yún)?shù)args,其類型為String[];第二個索引是placeHolder,其類型為byte[]。
聯(lián)系前面的內(nèi)容,我們推斷placeHolder沒有被回收的原因:System.gc();觸發(fā)GC時,main()方法的運行時棧中,還存在有對args和placeHolder的引用,GC判斷這兩個對象都是存活的,不進(jìn)行回收。也就是說,代碼在離開if后,雖然已經(jīng)離開了placeHolder的作用域,但在此之后,沒有任何對運行時棧的讀寫,placeHolder所在的索引還沒有被其他變量重用,所以GC判斷其為存活。
為了驗證這一推斷,我們在System.gc();之前再聲明一個變量,按照之前提到的“Java的棧優(yōu)化”,這個變量會重用placeHolder的索引。
public static void main(String[] args) { if (true) { byte[] placeHolder = new byte[64 * 1024 * 1024]; System.out.println(placeHolder.length / 1024); } int replacer = 1; System.gc(); }
看看其運行時棧:
LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 23 0 args [Ljava/lang/String; 5 12 1 placeHolder [B 19 4 1 replacer I
不出所料,replacer重用了placeHolder的索引。來看看GC情況:
65536 [GC 68239K->65984K(125952K), 0.0011620 secs] [Full GC 65984K->345K(125952K), 0.0095220 secs]
placeHolder被成功回收了!我們的推斷也被驗證了。
再從運行時棧來看,加上int replacer = 1;和將placeHolder賦值為null起到了同樣的作用:斷開堆中placeHolder和棧的聯(lián)系,讓GC判斷placeHolder已經(jīng)死亡。
現(xiàn)在算是理清了“不使用的對象應(yīng)手動賦值為null“的原理了,一切根源都是來自于JVM的一個“bug”:代碼離開變量作用域時,并不會自動切斷其與堆的聯(lián)系。為什么這個“bug”一直存在?你不覺得出現(xiàn)這種情況的概率太小了么?算是一個tradeoff了。
到此,相信大家對“Java中當(dāng)對象不再使用且不賦值為null會導(dǎo)致什么后果 ”有了更深的了解,不妨來實際操作一番吧!這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站,更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢,關(guān)注我們,繼續(xù)學(xué)習(xí)!