Java优化编程笔记——内存管理
1. 垃圾回收
JVM运行环境中垃圾对象的定义：
一个对象创建后被放置在JVM的堆内存（heap）中，当永远不再引用这个对象时，它将被JVM在堆内存（heap）中回收。被创建的对象不能再生，同时也没法通过程序语句释放它们。

不可到达的对象被JVM视为垃圾对象，JVM将给这些对象打上标记，然后清扫回收它们，并将散碎的内存单元收集整合。

JVM管理的两种类型的内存：
堆内存（heap），主要存储程序在运行时创建或实例化的对象与变量。
栈内存（stack），主要存储程序代码中声明为静态（static）（或非静态）的方法。

堆内存（heap）通常情况下被分为两个区域：新对象（new object）区域与老对象（old object）区域。

新对象区域：
又可细分为Eden区域、From区域与To区域。
Eden区域保存新创建的对象。当该区域中的对象满了后，JVM系统将做可达性测试，主要任务是检测有哪些对象由根集合出发是不可到达的，这些对象就可被JVM回收，且将所有的活动对象从Eden区域拷到To区域，此时有一些对象将发生状态交换，有的对象就从To区域被转移到From区域，此时From区域就有了对象。
该过程执行期间，JVM的性能非常低下，会严重影响到正在运行的应用的性能。

老对象区域：
在老对象区域中的对象仍有一个较长的生命周期。经过一段时间后，被转入老对象区域的对象就变成了垃圾对象，此时它们被打上相应的标记，JVM将自动回收它们。
建议不要频繁强制系统做垃圾回收，因为JVM会利用有限的系统资源，优先完成垃圾回收工作，致使应用无法快速响应来自用户端的请求，这样会影响系统的整体性能。

2. JVM中对象的生命周期
对象的整个生命周期大致分为7个阶段：创建（creation）、应用（using）、不可视（invisible）、不可到达（unreachable）、可收集（collected）、终结（finalized）、释放（free）。

1) 创建阶段
系统通过下面步骤，完成对象的创建：
a） 为对象分配存储空间
b） 开始构造对象
c） 递归调用其超类的构造方法
d） 进行对象实例初始化与变量初始化
e） 执行构造方法体

在创建对象时的几个关键应用规则：
? 避免在循环体中创建对象，即使该对象占用内存空间不大
? 尽量及时使对象符合垃圾回收标准
? 不要采用过深的继承层次
? 访问本地变量优于访问类中的变量

关于“在循环体中创建对象”，如下方式会在内存中产生大量的对象引用，浪费大量的内存空间，增大了系统做垃圾回收的负荷：

    class CleanUpThread extends Thread {        private ObjectPool pool;        private long sleepTime;                CleanUpThread(ObjectPool pool, long sleepTime) {            this.pool = pool;            this.sleepTime = sleepTime;        }            public void run() {            while (true) {                try {                    sleep(sleepTime);                } catch (InterruptedException e) {                    …// 相应处理                }                pool.cleanUp();            }        }    }

7. transient变量
在做远程方法调用（RMI）类的应用开发时，应该会遇到transient变量与Serializable接口，之所以要对象实现Serializable接口，是因为这样就可以从远程环境以对象流的方式，将对象传递到相应的调用环境中，但有时这些被传递的对象的一些属性并不需要被传递，因为这些数据成员对于应用需求而言是无关紧要的，那么这些属性变量就可被声明为transient。被声明为transient的变量是不会被传递的，这样能节约调用方的内存资源，减少网络开销，提高系统性能。这个transient变量所携带的数据量越大（如数据量较大的数组），其效用越大。

8. JVM内存参数调优
-XX:NewSize，设置新对象成产堆内存（set new generation heap size）
通常该选项数值为1024的整数倍且大于1MB。取值规则为，取最大堆内存（maximum heap size）的1/4。

-XX:MaxNewSize，设置最大新对象生产堆内存（set maximum new generation heap size）
其功用同-XX: NewSize。

-Xms，设置堆内存池的最小值（set minimum heap size）
要求系统为堆内存池分配内存空间的最小值。通常该选项数值为1024的整数倍且大于1MB。取值规则为，取与最大堆内存（-Xmx）相同的值，以降低GC的频度。

-Xmx，设置堆内存池的最小值（set maximum heap size）
要求系统为堆内存池分配内存空间的最大值。通常该选项数值为1024的整数倍且大于1MB。取值规则为，取与最大堆内存（-Xms）相同的值，以降低GC的频度。

例：
java XX:NewSize=128m XX:MaxNewSize=128m Xms512m Xmx512m MyApp

9. Java程序设计中有关内存管理的其他经验
1) 尽早释放无用对象的引用，加速GC的工作
2) 尽量少用finalize()。finalize()是Java给程序员提供一个释放对象或资源的机会，但会加大GC的工作量
3) 对常用到的图片，可采用SoftReference
4) 注意集合数据类型，包括数组、树、图、链表等数据结构，它们对GC来说，回收更复杂。另外，注意一些全局变量、静态变量，它们易引起悬挂对象，造成内存浪费
5) 尽量避免在类的默认构造器中创建、初始化大量的对象，防止在调用其子类的构造器时造成不必要的内存资源浪费
6) 尽量避免强制系统做GC（通过显式调用System.gc()），增长系统GC的最终时间，降低系统性能
7) 尽量避免显式申请数组空间，当不得不显式申请时，尽量准确估计出其合理值
8) 在做远程方法调用（RMI）类应用开发时，尽量使用transient变量
9) 在合适的场景下使用对象池技术以提高系统性能，缩减系统内存开销，但需注意对象池的尺寸不宜过大，及时清除无效对象释放内存资源