编写gc友好的代码

看到JavaOne2007上有篇《Garbage-Collection-Friendly Programming》的68页PPT，心想都2007了还谈这个基本问题，一定总结得很全面了才好意思站出来讲吧。    

GC的基础概念见上篇：JDK5.0垃圾收集优化之--Don't Pause   

1.使用更多生命周期短的、小的、不改变指向(immutable)的对象，编写清晰的代码。

    出于懒惰也好，朴素的节俭意识也好，我们都习惯对一个变量重用再重用。但是....

• Java的垃圾收集器喜欢短生命周期的对象，对象如果在新生代内，在垃圾收集发生前就死掉了，垃圾收集器就什么都不用做了。
• 现代JVM构建一个新对象只需要10个本地CPU指令，并不弱于C/C++。 (但垃圾收集没有压缩算法时会稍慢，更频繁的New对象也导致更频繁的GC)。
• 大对象的分配效率更低，而且对非压缩算法的垃圾收集器，更容易造成碎片。
• 对象重用增加了代码的复杂度，降低了可读性。

   所以有标题的呼吁，比如不要害怕为中间结果分配小对象。但编程习惯的改变也不是一朝一夕的事情。

2.将用完的对象设为NULL其实没什么作用。

    貌似很酷的把对象主动设为Null 的"好习惯"其实没什么用，JIT Compiler会自动分析local变量的生命周期。
    只有一个例外情况，就是String[1024] foo 这种赤裸裸的数组，你需要主动的foo[100]=null释放第100号元素，所以最好还是直接用ArrayList这些标准库算了。

 

3.避免显式GC--System.gc()。

    大家都知道System.gc()不好，full-gc浪费巨大，gc的时机把握不一定对等等，甚至有-XX:+DisableExplicitGC的JVM参数来禁止它。

    哈哈，但我还不会用System.gc()呢，不怕不怕。真的不怕吗？

• 先用FindBugs 查一下所用到的全部第三方类库吧...
• 至少RMI 就会老实不客气的执行System.gc()来实现分布式GC算法。但我也不会用RMI啊。那EJB呢，EJB可是建在RMI上的....

    如果无可避免，用-Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=3600000 -Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=3600000 (单位为微妙) 增大大GC的间隔(原默认值为1分钟)，-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent 让System.gc() 也CMS并发执行。

 

4.继续千夫所指的finalize()

    大家也都知道finalize()不好，分配代价昂贵，释放代价更昂贵(要多走一个循环，而且他们死得慢，和他们相关联的对象也跟着死得慢了)，又不确定 能否被调用(JVM开始关闭时，就不会再进行垃圾收集)，又不确定何时被调用(GC时间不定，即使system.gc()也只是提醒而不是强迫GC，又不 确定以什么样的顺序调用，所以finalize不是C++的析构函数，也不像C++的析构函数。

   我们都知道啊，所以我从来都没使用。都是在显式的维护那些外部资源，比如在finally{}里释放。

 

5.WeakReference/SoftReference

   这是个平时不怎么会搭理，偶然知道了又觉得有用的Java特征。大家都知道Java里所有对象除int等基本类型外，都是Pass by Reference的指针，实例只要被一个对象连着，就不会被收集。
    而WeakReference就是真正意义上的C++指针，只是单纯的指向一个对象，而不会影响对象的引用计数。
    而SoftReference更特别，在内存足够时，对象会因为SoftReference的存在而不被收集，但内存不足时，对象就还是会被收集，怎么看都是做简单缓存的料子。代码如下：

  Foo foo  =   new  Foo(); 
  SoftReference sr =   new  SoftReference(foo); 
  Foo bar  =   sr.get(); 

  如果foo已被垃圾收集，sr.get()会返回Null;

  另外还有一个ReferenceQueue的机制，使得对象被回收时能获得通知，比finalize()完全不知道GC何时会执行要聪明的多。

  ReferenceQueue rq  =   new  ReferenceQueue();
  ref  =   new  WeakReference(foo, rq); 
  WeakReference cleaned  =  rq.pool(); 

  cleaned就是刚刚被GC掉的WeakReference。

6.内存泄漏

   java 不是有垃圾收集器了吗？怎么还泄漏啊，唬我啊？？
   嗯，此泄漏非比泄漏。C/C++的泄漏，是对象已不可到达，而内存又没有回收，真正的内存黑洞。
   而Java的泄漏，则是因为各种原因，对象对应用已经无用，但一直被持有，一直可到达。
   总结原因无外乎几方面：

1. 被生命周期极长的集合类不当持有，号称是Java内存泄漏的首因。
   这些集合类的生命周期通常极长，而且是一个辅助管理性质的对象，在一个业务事务运行完后，如果没有将某个业务对象主动的从中清除的话，这个集合就会吃越来 越多内存，可以用WeakReference，如WeakHashMap，使得它持有的对象不增加对象的引用数。
2. Scope定义不对，这个很简单了，方法的局部变量定义成类的变量，类的静态变量等。
3. 异常时没有加finally{}来释放某些资源，JDBC时代也是很普遍的事情。
4. 另外一些我了解不深的原因，如：Swing里的Listener没有显式remove；内部类持有外部对象的隐式引用；Finalizers造成关联对象没有被及时清空等。

内存泄漏的检测

有不少工具辅助做这个事情的，如果手上一个工具也没有，可以用JDK自带的小工具：

• 看看谁占满了Heap？
  用JDK6的jmap可以显示运行程序中对象的类型，个数与所占的大小
  先用jps 找到进程号，然后jmap -histo pid 显示或 jmap -dump:file=heap_file_name pid 导出heap文件
• 为什么这些对象仍然可以到达？
  用jhat(Java Heap Analysis Tool) 分析刚才导出的heap文件。
  先jhat heap_file_name，然后打开浏览器http://localhost:7000/ 浏览。