22 Gerenciamento de Memória e Coleta de Lixo

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Renato Cerqueira
Departamento de Informática - PUC-Rio
Coletor de Lixo e 
Referências Fracas
Programação Orientada a Objetos
Coleta de Lixo em Java
• A máquina virtual de Java procura esconder do 
programador todo o gerenciamento de memória
• Não especifica a técnica utilizada
– reference counting
– mark-and-sweep
– ...
• Mas nem sempre o gerenciamento automático é o 
mais conveniente...
– problemas de desempenho
– memory leaks indesejados
Interagindo com o Coletor de Lixo
• Classe Runtime
– void gc()
– void runFinalization()
– long freeMemory()
– long totalMemory()
– long maxMemory()
• Uma chamada ao método gc não garante que todo o 
lixo será coletado
Forçando uma coleta completa
public static void fullGC() {
 Runtime rt = Runtime.getRuntime(); //exemplo do pattern singleton
 long isFree = rt.freeMemory();
 long wasFree;
 do {
 wasFree = isFree;
 rt.runFinalization();
 rt.gc();
 isFree = rt.freeMemory();
 }while (isFree > wasFree);
}
Referências Fracas
• Um objeto só pode ser coletado quando não há mais 
referências para ele no programa (quando ele não é 
mais “alcançável”
• Mas em várias situações gostaríamos que algumas 
referências específicas não impedissem a coleta de um 
objeto
– caches de objetos
– tabelas de associação de atributos a objetos
• Referências Fracas: referências especiais que não 
contam para o coletor de lixo
– em Java: reference objects
A Classe Abstrata Reference<T>
• public T get()
– retorna o objeto referenciado
• public void clear()
– apaga a referência de forma que o objeto Reference em 
questão não esteja mais associado a outro objeto
• public boolean enqueue()
– Adiciona o objeto à fila de referências a que está 
associado, se existir alguma
• public boolean isEnqueued()
• Obs.: não possui um método de set
– as subclasses de Reference definem construtores 
responsáveis por fazer o binding com o objeto 
referenciado
Subclasses de Reference<T>
• SoftReference<T>, WeakReference<T> e 
PhantomReference<T>
• Strongly reachable: objeto alcançável por pelo menos 
um caminho de referências fortes (refs. convencionais)
• Softly reachable: não é strongly reachable mas é 
alcançável por pelo menos um caminho de refs. leves
• Weakly reachable: não é softly reachable mas é 
alcançável por pelo menos um caminho de refs. fracas
• Phantom reachable: não é weakly reachable, já foi 
finalizado, mas é alcançável por pelo menos um 
caminho de refs. fantasmas
• Unreachable: não é alcançável por nenhum caminho 
de referências
Interação com o Coletor de Lixo
• Um objeto que fica weakly reachable (ou menos do 
que isso), pode ser finalizado
• Se depois de sua finalização um objeto é não é mais 
alcançável, ele pode ser coletado
• Os objetos não precisam passar por todos esses 
estágios
• Objetos softly reachable podem ser coletos a critério 
do coletor de lixo
– falte de memória: todas as soft references vão ter sido 
liberadas antes que uma exceção do tipo 
OutOfMemoryException seja lançada
Interação com o Coletor de Lixo (cont.)
• Objetos weakly reachable vão ser coletados pelo 
coletor de lixo assim que forem identificados
– se tornarão finalizáveis e, após finalização, serão 
coletados, a menos que sejam ressuscitados ou que sejam 
phantom reachable
• Objetos phantom reachable não são realmente 
alcançáveis pois não é possível obter uma referência 
através de um PhantomReference (a operação get 
sempre retorna null)
– o objeto já vai ter sido finalizado
– só será coletado após a referência fantasma ser 
explicitamente liberada
– referências fantasmas são tipicamente utilizadas em 
conjunto com filas de referências (references queues)
Exemplo
import java.lang.ref.*;
import java.io.File.*;
class DataHandler {
 private File lastFile;
 private WeakReference<byte[]> lastData;
 
 byte[] readFile (File file) {
 byte[] data;
 if (file.equals(lastFile)) {
 data = lastData.get()
 if (data != null)
 return data;
 }
 data = readBytesFromFile(file);
 lastFile = file;
 lastData = new WeakReference<byte[]> (data);
 return data;
 }
...
}