垃圾收集器(Garbage Collector，GC)對Java程序員來說，基本上是透明的，但是一個優秀的Java程序員必須了解GC的工作原理、如何優化GC的性能、如何與GC進行有限的交互，因為有一些應用程序對性能要求較高，例如嵌入式系統、實時系統等，只有全面提升內存的管理效率 ,才能提高整個應用程序的性能。本篇文章首先簡單介紹GC的工作原理之后，然后再對GC的幾個關鍵問題進行深入探討，最后提出一些Java程序設計建議，從GC角度提高Java程序的性能。

　　GC的基本原理

　　Java的內存管理實際上就是對象的管理，其中包括對象的分配和釋放。

　　對于程序員來說，分配對象使用new關鍵字；釋放對象時，只要將對象所有引用賦值為null，讓程序不能夠再訪問到這個對象，我們稱該對象為"不可達的"。GC將負責回收所有"不可達"對象的內存空間。

　　對于GC來說，當程序員創建對象時，GC就開始監控這個對象的地址、大小以及使用情況。通常，GC采用有向圖的方式記錄和管理堆(heap)中的所有對象(詳見 參考資料1 )。通過這種方式確定哪些對象是"可達的"，哪些對象是"不可達的"。當GC確定一些對象為"不可達"時，GC就有責任回收這些內存空間。但是，為了保證GC能夠在不同平臺實現的問題，Java規范對GC的很多行為都沒有進行嚴格的規定。例如，對于采用什么類型的回收算法、什么時候進行回收等重要問題都沒有明確的規定。因此，不同的JVM的實現者往往有不同的實現算法。這也給Java程序員的開發帶來行多不確定性。本文研究了幾個與GC工作相關的問題，努力減少這種不確定性給Java程序帶來的負面影響。

　　增量式GC( Incremental GC )

　　GC在JVM中通常是由一個或一組進程來實現的，它本身也和用戶程序一樣占用heap空間，運行時也占用CPU。當GC進程運行時，應用程序停止運行。因此，當GC運行時間較長時，用戶能夠感到Java程序的停頓，另外一方面，如果GC運行時間太短，則可能對象回收率太低，這意味著還有很多應該回收的對象沒有被回收，仍然占用大量內存。因此，在設計GC的時候，就必須在停頓時間和回收率之間進行權衡。一個好的GC實現允許用戶定義自己所需要的設置，例如有些內存有限有設備，對內存的使用量非常敏感，希望GC能夠準確的回收內存，它并不在意程序速度的放慢。另外一些實時網絡游戲，就不能夠允許程序有長時間的中斷。增量式GC就是通過一定的回收算法，把一個長時間的中斷，劃分為很多個小的中斷，通過這種方式減少GC對用戶程序的影響。雖然，增量式GC在整體性能上可能不如普通GC的效率高，但是它能夠減少程序的最長停頓時間。


　　Sun JDK提供的HotSpot JVM就能支持增量式GC。HotSpot JVM缺省GC方式為不使用增量GC，為了啟動增量GC，我們必須在運行Java程序時增加-Xincgc的參數。HotSpot JVM增量式GC的實現是采用Train GC算法。它的基本想法就是，將堆中的所有對象按照創建和使用情況進行分組(分層)，將使用頻繁高和具有相關性的對象放在一隊中，隨著程序的運行，不斷對組進行調整。當GC運行時，它總是先回收最老的(最近很少訪問的)的對象，如果整組都為可回收對象，GC將整組回收。這樣，每次GC運行只回收一定比例的不可達對象，保證程序的順暢運行。

　　詳解finalize函數

　　finalize是位于Object類的一個方法，該方法的訪問修飾符為protected，由于所有類為Object的子類，因此用戶類很容易訪問到這個方法。由于，finalize函數沒有自動實現鏈式調用，我們必須手動的實現，因此finalize函數的最后一個語句通常是super.finalize()。通過這種方式，我們可以實現從下到上實現finalize的調用，即先釋放自己的資源，然后再釋放父類的資源。

　　根據Java語言規范，JVM保證調用finalize函數之前，這個對象是不可達的，但是JVM不保證這個函數一定會被調用。另外，規范還保證finalize函數最多運行一次。

　　很多Java初學者會認為這個方法類似與C++中的析構函數，將很多對象、資源的釋放都放在這一函數里面。其實，這不是一種很好的方式。原因有三，其一，GC為了能夠支持finalize函數，要對覆蓋這個函數的對象作很多附加的工作。其二，在finalize運行完成之后，該對象可能變成可達的，GC還要再檢查一次該對象是否是可達的。因此，使用finalize會降低GC的運行性能。其三，由于GC調用finalize的時間是不確定的，因此通過這種方式釋放資源也是不確定的。

　　通常，finalize用于一些不容易控制、并且非常重要資源的釋放，例如一些I/O的操作，數據的連接。這些資源的釋放對整個應用程序是非常關鍵的。在這種情況下，程序員應該以通過程序本身管理(包括釋放)這些資源為主，以finalize函數釋放資源方式為輔，形成一種雙保險的管理機制，而不應該僅僅依靠finalize來釋放資源。