java可达性分析代码 可达性分析算法gc roots

怎么验证java的gc是否会回收了某个不用的对象了 。我有段代码有性能问题 , 需要调优,想知道怎么看1. 引用计数器算法
解释
系统给每个对象添加一个引用计数器,每当有一个地方引用这个对象java可达性分析代码的时候,计数器就加1,当引用失效java可达性分析代码的时候,计数器就减1,在任何一个时刻计数器为0的对象就是不可能被使用的对象,因为没有任何地方持有这个引用,这时这个对象就被视为内存垃圾,等待被虚拟机回收
优点
客观的说,引用计数器算法,java可达性分析代码他的实现很简单,判定的效率很高,在大部分情况下这都是相当不错的算法
其实,很多案例中都使用java可达性分析代码了这种算法,比如 IOS 的Object-C , 微软的COM技术(用于给window开发驱动,.net里面的技术几乎都是建立在COM上的),Python语言等.
缺陷
无法解决循环引用的问题.
这就好像是悬崖边的人采集草药的人, 想要活下去就必须要有一根绳子绑在悬崖上. 如果有两个人, 甲的手拉着悬崖, 乙的手拉着甲, 那么这两个人都能活, 但是, 如果甲的手拉着乙, 乙的手也拉着甲, 虽然这两个人都认为自己被别人拉着, 但是一样会掉下悬崖.
比如说 A对象的一个属性引用B,B对象的一个属性同时引用A A.b = B() B.a = A(); 这个A,B对象的计数器都是1,可是,如果没有其java可达性分析代码他任何地方引用A,B对象的时候,A,B对象其实在系统中是无法发挥任何作用的,既然无法发挥作用,那就应该被视作内存垃圾予以清理掉,可是因为此时A,B的计数器的值都是1,虚拟机就无法回收A,B对象,这样就会造成内存浪费,这在计算机系统中是不可容忍的.
解决办法
在语言层面处理, 例如Object-C 就使用强弱引用类型来解决问题.强引用计数器加1 ,弱引用不增加
Java中也有强弱引用
2. 可达性分析算法
解释
这种算法通过一系列成为 "GC Roots " 的对象作为起始点,从这些节点开始向下搜索所有走过的路径成为引用链(Reference Chain) , 当一个对象GC Roots没有任何引用链相连(用图论的话来说就是从GC Roots到这个对象不可达),则证明此对象是不可用的
【java可达性分析代码 可达性分析算法gc roots】优点
这个算法可以轻松的解决循环引用的问题
大部分的主流java虚拟机使用的都是这种算法
3. Java语言中的GC Roots
在虚拟机栈(其实是栈帧中的本地变量表)中引用的对象
在方法区中的类静态属性引用对象
在方法区中的常量引用的对象
在本地方法栈中JNI(即一般说的Native方法)的引用对象
使用Java 测试网络连通性的几种方法概述在网络编程中,有时我们需要判断两台机器之间的连通性,或者说是一台机器到另一台机器的网络可达性 。在系统层面的测试中,我们常常用 Ping 命令来做验证 。尽管 Java 提供了比较丰富的网络编程类库(包括在应用层的基于 URL 的网络资源读取,基于 TCP/IP 层的 Socket 编程 , 以及一些辅助的类库),但是没有直接提供类似 Ping 命令来测试网络连通性的方法 。本文将介绍如何通过 Java 已有的 API,编程实现各种场景下两台机器之间的网络可达性判断 。在下面的章节中,我们会使用 Java 网络编程的一些类库 java.net.InetAddress 和 java.net.Socket,通过例子解释如何模拟 Ping 命令 。回页首简单判断两台机器的可达性一般情况下,我们仅仅需要判断从一台机器是否可以访问(Ping)到另一台机器,此时,可以简单的使用 Java 类库中 java.net.InetAddress 类来实现,这个类提供了两个方法探测远程机器是否可达 ?0?2boolean isReachable(int?0?2timeout) //?0?2测试地址是否可达?0?2boolean isReachable(NetworkInterface?0?2netif, int?0?2ttl, int?0?2timeout) //?0?2测试地址是否可达. 简单说来,上述方法就是通过远端机器的 IP 地址构造 InetAddress 对象,然后调用其 isReachable 方法,测试调用机器和远端机器的网络可达性 。注意到远端机器可能有多个 IP 地址,因而可能要迭代的测试所有的情况 。清单1:简单判断两台机器的可达性 void isAddressAvailable(String ip){ try{ InetAddress address = InetAddress.getByName(ip);//ping this IP if(address instanceof java.net.Inet4Address){ System.out.println(ip" is ipv4 address"); }else if(address instanceof java.net.Inet6Address){ System.out.println(ip" is ipv6 address"); }else{ System.out.println(ip" is unrecongized"); } if(address.isReachable(5000)){ System.out.println("SUCCESS - ping "IP" with no interface specified"); }else{ System.out.println("FAILURE - ping "IP" with no interface specified"); } System.out.println("\n-------Trying different interfaces--------\n"); EnumerationNetworkInterface netInterfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces(); while(netInterfaces.hasMoreElements()) { NetworkInterface ni = netInterfaces.nextElement(); System.out.println( "Checking interface, DisplayName:"ni.getDisplayName()", Name:"ni.getName()); if(address.isReachable(ni, 0, 5000)){ System.out.println("SUCCESS - ping "ip); }else{ System.out.println("FAILURE - ping "ip); } EnumerationInetAddress ips = ni.getInetAddresses(); while(ips.hasMoreElements()) { System.out.println("IP: "ips.nextElement().getHostAddress()); } System.out.println("-------------------------------------------"); } }catch(Exception e){ System.out.println("error occurs."); e.printStackTrace(); } } 程序输出 --------------START-------------- 10.13.20.70 is ipv4 address SUCCESS - ping 10.13.20.70 with no interface specified -------Trying different interfaces-------- Checking interface, DisplayName:MS TCP Loopback interface, Name:lo FAILURE - ping 10.13.20.70 IP: 127.0.0.1 ------------------------------------------- Checking interface, DisplayName:Intel(R) Centrino(R) Advanced-N 6200 AGN - Teefer2 Miniport, Name:eth0 FAILURE - ping 10.13.20.70 IP: 9.123.231.40 ------------------------------------------- Checking interface, DisplayName:Intel(R) 82577LM Gigabit Network Connection - Teefer2 Miniport, Name:eth1 SUCCESS - ping 10.13.20.70 ------------------------------------------- Checking interface, DisplayName:WAN (PPP/SLIP) Interface, Name:ppp0 SUCCESS - ping 10.13.20.70 IP: 10.0.50.189 ------------------------------------------- --------------END-------------- 从上可以看出 isReachable 的用法,可以不指定任何接口来判断远端网络的可达性,但这不能区分出数据包是从那个网络接口发出去的 ( 如果本地有多个网络接口的话 );而高级版本的 isReachable 则可以指定从本地的哪个网络接口测试,这样可以准确的知道远端网络可以连通本地的哪个网络接口 。但是,Java 本身没有提供任何方法来判断本地的哪个 IP 地址可以连通远端网络,Java 网络编程接口也没有提供方法来访问 ICMP 协议数据包,因而通过 ICMP 的网络不可达数据包实现这一点也是不可能的 ( 当然可以用 JNI 来实现,但就和系统平台相关了 ), 此时可以考虑本文下一节提出的方法 。回页首指定本地和远程网络地址 , 判断两台机器之间的可达性在某些情况下,我们可能要确定本地的哪个网络地址可以连通远程网络 , 以便远程网络可以回连到本地使用某些服务或发出某些通知 。一个典型的应用场景是,本地启动了文件传输服务 ( 如 FTP),需要将本地的某个 IP 地址发送到远端机器 , 以便远端机器可以通过该地址下载文件;或者远端机器提供某些服务 , 在某些事件发生时通知注册了获取这些事件的机器 ( 常见于系统管理领域 ),因而在注册时需要提供本地的某个可达 ( 从远端 ) 地址 。虽然我们可以用 InetAddress.isReachabl 方法判断出本地的哪个网络接口可连通远程玩过,但是由于单个网络接口是可以配置多个 IP 地址的 , 因而在此并不合适 。我们可以使用 Socket 建立可能的 TCP 连接,进而判断某个本地 IP 地址是否可达远程网络 。我们使用 java.net.Socket 类中的 connect 方法 void connect(SocketAddress?0?2endpoint, int?0?2timeout) ?0?2//使用Socket连接服务器,指定超时的时间 这种方法需要远程的某个端口 , 该端口可以是任何基于 TCP 协议的开放服务的端口(如一般都会开放的 ECHO 服务端口 7, Linux 的 SSH 服务端口 22 等) 。实际上,建立的 TCP 连接被协议栈放置在连接队列,进而分发到真正处理数据的各个应用服务,由于 UDP 没有连接的过程,因而基于 UDP 的服务(如 SNMP)无法在此方法中应用 。具体过程是,枚举本地的每个网络地址,建立本地 Socket,在某个端口上尝试连接远程地址,如果可以连接上,则说明该本地地址可达远程网络 。程序清单 2:指定本地地址和远程地址,判断两台机器之间的可达性 void printReachableIP(InetAddress remoteAddr, int port){ String retIP = null; EnumerationNetworkInterface netInterfaces; try{ netInterfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces(); while(netInterfaces.hasMoreElements()) { NetworkInterface ni = netInterfaces.nextElement(); EnumerationInetAddress localAddrs = ni.getInetAddresses(); while(localAddrs.hasMoreElements()){ InetAddress localAddr = localAddrs.nextElement(); if(isReachable(localAddr, remoteAddr, port, 5000)){ retIP = localAddr.getHostAddress(); break; } } } } catch(SocketException e) { System.out.println( "Error occurred while listing all the local network addresses."); } if(retIP == null){ System.out.println("NULL reachable local IP is found!"); }else{ System.out.println("Reachable local IP is found, it is "retIP); } } boolean isReachable(InetAddress localInetAddr, InetAddress remoteInetAddr, int port, int timeout) { booleanisReachable = false; Socket socket = null; try{ socket = newSocket(); // 端口号设置为 0 表示在本地挑选一个可用端口进行连接 SocketAddress localSocketAddr = new InetSocketAddress(localInetAddr, 0); socket.bind(localSocketAddr); InetSocketAddress endpointSocketAddr = new InetSocketAddress(remoteInetAddr, port); socket.connect(endpointSocketAddr, timeout); System.out.println("SUCCESS - connection established! Local: "localInetAddr.getHostAddress()" remote: "remoteInetAddr.getHostAddress()" port"port); isReachable = true; } catch(IOException e) { System.out.println("FAILRE - CAN not connect! Local: "localInetAddr.getHostAddress()" remote: "remoteInetAddr.getHostAddress()" port"port); } finally{ if(socket != null) { try{ socket.close(); } catch(IOException e) { System.out.println("Error occurred while closing socket.."); } } } return isReachable; } 运行结果 --------------START-------------- FAILRE - CAN not connect! Local: 127.0.0.1 remote: 10.8.1.50 port22 FAILRE - CAN not connect! Local: 9.123.231.40 remote: 10.8.1.50 port22 SUCCESS - connection established! Local: 10.0.50.189 remote: 10.8.1.50 port22 Reachable local IP is found, it is 10.0.50.189 --------------END-------------- 回页首IPv4 和 IPv6 混合网络下编程当网络环境中存在 IPv4 和 IPv6,即机器既有 IPv4 地址,又有 IPv6 地址的时候 , 我们可以对程序进行一些优化,比如 由于IPv4 和 IPv6 地址之间是无法互相访问的,因此仅需要判断 IPv4 地址之间和 IPv6 地址之间的可达性 。对于IPv4 的换回地址可以不做判断,对于 IPv6 的 Linklocal 地址也可以跳过测试 根据实际的需要 , 我们可以优先考虑选择使用 IPv4 或者 IPv6 , 提高判断的效率程序清单 3: 判断本地地址和远程地址是否同为 IPv4 或者 IPv6 // 判断是 IPv4 还是 IPv6 if(!((localInetAddr instanceofInet4Address)(remoteInetAddr instanceofInet4Address) || (localInetAddr instanceofInet6Address)(remoteInetAddr instanceofInet6Address))){ // 本地和远程不是同时是 IPv4 或者 IPv6,跳过这种情况,不作检测 break; } 程序清单 4:跳过本地地址和 LinkLocal 地址 if( localAddr.isLoopbackAddress() || localAddr.isAnyLocalAddress() || localAddr.isLinkLocalAddress() ){ // 地址为本地环回地址,跳过 break; } 回页首总结和展望本文列举集中典型的场景,介绍了通过 Java 网络编程接口判断机器之间可达性的几种方式 。在实际应用中,可以根据不同的需要选择相应的方法稍加修改即可 。对于更加特殊的需求,还可以考虑通过 JNI 的方法直接调用系统 API 来实现 , 能提供更加强大和灵活的功能,这里就不再赘述了 。参考资料 学习 参考developerWorks 的文章 Java 应用程序的网络运行环境编程,获取更多网络编程相关的信息 。如果要通过 JNI 进行网络编程 , 可以参考 developerWorks 上的文章 用JNI 进行 Java 编程 , 了解更多 JNI 相关的信息和例子 。参考Javadoc 获取更多关于 Java 网络编程的 API 的信息 。developerWorks Java 技术专区:这里有数百篇关于 Java 编程各个方面的文章 。讨论加入developerWorks 中文社区 。查看开发人员推动的博客、论坛、组和维基,并与其他 developerWorks 用户交流 。作者简介吴校军,IBM CSTL 软件工程师,长期从事 IBM 系统管理相关软件的开发,目前负责 Director6.1 Update Manager 的开发 。刘冠群现为 IBM 上海系统科技开发中心(CSTL)的软件工程师,有多年的 Java 和 C编程经验,对于操作系统 , 网络和编程语言的内部实现有强烈兴趣 。关闭[x]关于报告滥用的帮助报告滥用谢谢! 此内容已经标识给管理员注意 。关闭[x]关于报告滥用的帮助报告滥用报告滥用提交失败 。请稍后重试 。关闭[x]developerWorks:登录IBM ID:需要一个 IBM ID?忘记IBM ID?密码:忘记密码?更改您的密码 保持登录 。单击提交则表示您同意developerWorks 的条款和条件 。使用条款 当您初次登录到 developerWorks 时 , 将会为您创建一份概要信息 。您在developerWorks 概要信息中选择公开的信息将公开显示给其他人,但您可以随时修改这些信息的显示状态 。您的姓名(除非选择隐藏)和昵称将和您在 developerWorks 发布的内容一同显示 。所有提交的信息确保安全 。关闭[x]请选择您的昵称:当您初次登录到 developerWorks 时,将会为您创建一份概要信息,您需要指定一个昵称 。您的昵称将和您在 developerWorks 发布的内容显示在一起 。昵称长度在 3 至 31 个字符之间 。您的昵称在 developerWorks 社区中必须是唯一的,并且出于隐私保护的原因,不能是您的电子邮件地址 。昵称:(长度在 3 至 31 个字符之间)单击提交则表示您同意developerWorks 的条款和条件 。使用条款. 所有提交的信息确保安全 。为本文评分评论回页首
JVM并发的可达性分析 j当面试扯到jvm这一部分的时候,面试官大概率会问java可达性分析代码你 jvm怎么判断哪些对象应该回收呢 ?
你会脱口而出 引用计数算法 和 可达性分析算法。
引用计数法: 在对象中添加一个引用计数器,每当一个地方引用它时,计数器就加一;当引用失效时,计数器值就减一;任何时刻计数器为零的对象就是不可能再被使用的 。
但是这样的算法有一个问题java可达性分析代码?
就是不能解决循环依赖的问题 。
可达性分析算法的思路 就是通过一系列的“GC Roots”,也就是根对象作为起始节点,从根节点开始,根据引用关系向下搜索,搜索过程所走过的路径称为引用链,如果某个对象到GC Roots间没有任何引用链相连 。就是说从GC Roots到这个对象不可达时,则证明此对象是不可能再被使用的,是可以被回收的对象 。
接下来面试官可能会问:
你刚刚谈到java可达性分析代码了根节点 , 那你知道哪些对象可以作为根对象吗?
你刚刚谈到了引用,那你知道java里面有哪几种引用吗?
你刚刚谈到了可达性分析算法 , 那如果在该算法中被判定不可达对象,是不是一定会被回收呢?
(这这些问题 , 文末会给出解答)
这些问题太常规了,本文要讲一些不那么常见的: 并发标记 , 浮动垃圾。
CMS和G1都有一个并发标记的过程,并发标记要解决什么问题?带来了什么问题?怎么解决这些问题呢?
刚刚我们谈到的可达性分析算法是需要一个理论上的前提的: 该算法的全过程都需要基于一个能保障一致性的快照才能够分析 , 这意味着必须全程冻结用户线程的运行 。而为了不冻结用户线程的运行,那我们就需要让垃圾回收线程和用户线程同时运行 。
那我们先假设不并发标记,即只有垃圾回收线程在运行的流程是怎样的:
第一步:找到根节点,也就是我们常说的 根节点枚举。
在这个过程中,由于GC Roots是远远小与整个java堆中的全部对象,而且在OopMap此类优化技巧的加持下,它带来的停顿是非常短暂且固定的 , 可以理解为不会随着堆里的对象的增加而增加 ,如图:
首先我们要搞清楚一个问题: 为什么遍历对象图的时候必须在一个能保证一致性的快照中?
为了说明这个问题,我们引入 “三色标记” 方法 。
什么是“三色标记”?
在遍历对象图的过程中,把访问的对象按照"是否访问过"这个条件标记成以下三种颜色:
白色:表示对象未被垃圾回收器访问过。
显然可达性分析刚开始的时候,所有的对象都是白色,若在结束的时候 , 仍是白色的对象,即代表不可达 。
黑色:表示已经被垃圾回收器访问过,且这个对象的所有引用都已经扫描过
黑色的对象代表已经扫描过,它是安全存活的,如果有其它的对象引用指向了黑色对象 , 无须重新扫描一遍 。黑色对象不可能直接(不经过灰色对象)指向某个白色对象 。
灰色:表示已经被垃圾回收器扫描过,但这个对象至少存在一个引用还没有被扫描。
如下图所示:
我们先看一下正常标记的过程:
首先是初始状态,很简单,只有GC Roots是黑色的 。同时需要注意下面的图片的箭头方向,代表的是有向的,比如其中的一条引用链是:
跟节点-5-6-7-8-11-10
如果在标记的过程中 , 用户线程修改了引用关系,就会出现下面的情况:
有一个大佬叫Wilson,他在1994年在理论上证明了 , 只有同时满足以下两个条件时 ,会产生“对象消失”的问题,原来应该是黑色的对象被标记成了白色 。
增量更新要破坏的是第一个条件(赋值器插入了一条或者多条从黑色对象到白色对象的新引用),当黑色对象插入新的指向白色对象的引用关系时,就将这个新插入的引用 记录下来 ,等并发扫描结束之后,再以这些记录过的引用关系中的黑色对象为根,重新扫描一次。
可以简化的理解为: 黑色对象一旦插入了指向白色对象的引用之后 , 它就变回了灰色对象。
下面的图就是一次并发扫描结束之后,记录了黑色对象5新指向了白色对象9:
原始快照要破坏的是第二个条件(赋值器删除了全部从灰色对象到该白色对象的直接或间接引用),当灰色对象要删除指向白色对象的引用关系时 , 就将这个要删除的引用记录下来,在并发扫描结束之后,再以这些记录过的引用关系中的灰色对象为根 , 重新扫描一次 。
可以简化理解为:无论引用关系删除与否,都会按照刚刚开始扫描那一刻的对象图快照开进行搜索 。
接下来回答一下,上面遗留的几个问题:
GC管理的主要区域是Java堆,一般情况下只针对堆进行垃圾回收 。方法区、栈和本地方法区不被GC所管理,因而选择这些区域内的对象作为GC Roots,被GC Roots引用的对象不被GC回收 。
Class- 由系统类加载器(system class loader)加载的对象,这些类是不能够被回收的,他们可以以静态字段的方式保存持有其它对象 。
Thread- 活着的线程
Stack Local- Java方法的local变量或者参数
JNI Local、JNI Global
Monitor Used- 用于同步的监控对象
在Java语言里,可以作为GC Roots对象的包括如下几种:
你知道java里面有哪几种引用吗?
在可达性分析算法判定为不可达的对象,是不是一定会被回收呢?
即使在可达性算法中不可达的对象也不一定是非死不可的,这时候它们暂时处于“缓刑”阶段,要真正宣告它的死亡还需要经历两次的标记阶段 。
第一次标记
在对象可达性算法不可达时,进行第一次标记,并且进行一次筛?。?筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法 。当对象没有覆盖finalize方法或者该方法被虚拟机调用过,虚拟机将这两种情况视为“没有必要去执行” , 回收 。
如果该对象被判定为有必要执行finalize()方法,那么这个对象会被放置到一个叫做F-Queue的队列中 , 并在稍后由一个虚拟机自动建立的、低优先级的Finalize线程去执行它 。这里所谓的执行就是去触发该方法,但是并不会承诺等待它执行结束,这样做的原因是,如果对象在finalize()方法中执行缓慢,或者发生死循环,将会导致整个队列中的对象处于等待之中 。
第二次标记
finalize()方法是对象逃脱死亡命运的最后一次机会,稍后GC将对F-Queue中的对象进行第二次小规模的标记,如果对象要在finalize()中拯救自己——只要重新与引用链上的一个对象重新建立关联即可,比如将自己(this关键字)赋值给某个类变量或者成员变量 , 那么在第二次标记的时候就会被移除“即将回收”的集合;如果对象这时候还没有逃脱,那么就会被真的回收了 。
注意:第二次自救失败是因为任何一个对象的finalize()方法只能执行一次 , 如果第二次回收,就不会执行finalize方法了java可达性分析代码!
(未完待续)
可达性分析算法(根搜索算法GCRoots)根搜索算法的基本思路就是通过一系列名为”GC Roots”的对象作为起始点java可达性分析代码,从这些节点开始向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链(Reference Chain),当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时 , 则证明此对象是不可用的 。
这个算法的基本思想是通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起始点,从这些节点向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链 , 当一个对象到GC Roots没有任何引用链(即GC Roots到对象不可达)时,则证明此对象是不可用的 。
那么问题又来java可达性分析代码了 , 如何选取GCRoots对象呢java可达性分析代码?在Java语言中,可以作为GCRoots的对象包括下面几种:
(1). 虚拟机栈(栈帧中的局部变量区,也叫做局部变量表)中引用的对象 。
(2). 方法区中的类静态属性引用的对象 。
(3). 方法区中常量引用的对象 。
(4). 本地方法栈中JNI(Native方法)引用的对象 。
下面给出一个GCRoots的例子,如下图,为GCRoots的引用链 。
根搜索算法的基本思路就是通过一系列名为”GC Roots”的对象作为起始点 , 从这些节点开始向下搜索,搜索所走过的路径称为引用链(Reference Chain),当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时,则证明此对象是不可用的 。
从上图,reference1、reference2、reference3都是GC Roots , 可以看出:reference1- 对象实例1;reference2- 对象实例2;reference3- 对象实例4;reference3- 对象实例4 - 对象实例6;可以得出对象实例1、2、4、6都具有GC Roots可达性,也就是存活对象,不能被GC回收的对象 。而对于对象实例3、5直接虽然连通 , 但并没有任何一个GC Roots与之相连,这便是GC Roots不可达的对象,这就是GC需要回收的垃圾对象 。
java可达性分析代码的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于可达性分析算法gc roots、java可达性分析代码的信息别忘了在本站进行查找喔 。

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