C++ 破坏了我的思维，如何信任自动垃圾收集器？

Question

我过去主要使用 C/C++ 进行编程，这让我每天都在处理指针和内存管理。这几天我正在尝试使用其他工具进行开发，例如 Java、Python 和 Ruby。

问题是我一直在思考 C++ 风格，我编写的代码几乎都是用几乎所有编程语言编写的 C++，而最大的问题是内存管理，我一直在使用 Java 中的引用编写糟糕的代码，然后得到尽可能接近 C++ 风格。

所以我需要 2 点思考，一个是信任垃圾收集器，假设通过查看基准和证明它确实在 Java 中运行，并且知道我不应该做什么才能让我的代码以最好的方式是。

第二个想法是知道如何编写其他语言代码。我的意思是我知道该怎么做，我只是从来没有像大多数 Java 或 Python 程序员通常做的那样编写代码，是否有任何 C++ 程序员的书只是为了向我介绍编写约定？ （顺便说一句，请原谅我的英语错误）

Answer 1

对内存使用和常见泄漏有良好的直觉在 Java 中也是一件好事。在 Java 中内存泄漏是不可能的，这是一个常见的误解。

忽略仔细的内存管理的人，例如，很快就会得到大量悬空的 GUI 组件树，可以从长寿命模型中的侦听器列表中访问。 （去过那里，做到了。）

继续结构化地编写代码，不要“利用”你可以偷懒的事实。

另一个误解是垃圾收集器“慢”。这些算法非常有效，在你分析你的程序之前你不应该担心它。一个很好的工具是 JVisualVM（与 JDK 捆绑在一起）。该工具将向您显示 CPU 分析，并可以帮助您解决可能的内存泄漏并跟踪不必要的小型临时分配。

Answer 2

要记住的一个区别是，在 C++ 中，析构函数可用于清理任何类型的资源，而不仅仅是内存（即RAII）。在 Java 中，您必须在 try - finally 块中显式关闭文件、套接字、数据存储连接等。如果将资源清理代码放在 Java 的 finalize 方法中，那么它可能会在未来某个不确定的时间被调用，或者永远不会被调用，因此不推荐。所以在某些方面，这给程序员带来了更大的负担，而不是更少。

Python 介于两者之间 - 您可以使用“with”语句来处理大多数资源的自动清理。

C++ 内存管理的两个问题是内存泄漏和试图使用已经被销毁的对象。正如其他人指出的那样，如果您保留对不再需要的对象的引用，那么在 Java（和 Python）中也会出现内存泄漏，而该对象又可能引用了其他对象。 Java 中的内存泄漏可能不那么频繁，但是当它们确实发生时，它们可能比 C++ 中的要大得多。明智地使用弱引用会有所帮助，并将 null 分配给不再需要的变量。然而，这会导致第二个问题——如果您尝试使用该变量，您将获得 NullPointerException。这比您在 C++ 中可能遇到的分段错误更有帮助，但仍然是一个问题。

因此，您在 C++ 中学到的有关内存管理的所有内容仍然适用于 Java，但您也必须为其他资源这样做。

Answer 3

我想我完全理解你的心态问题，主要是因为我有完全的相反：)

我的建议是尝试创建一种从 C++ 到 Java 的范式转换，使自己能够编写更多实际代码，而不是自己管理对象。

举一个具体的例子，我假设在 C++ 中，你在对象生命周期的开始和结束时会做一些事情，这意味着你很可能应该将这些事情包装到它们自己的方法中（不是构造函数/析构函数，请注意！）首先要“训练”自己在 C++ 中显式使用它们。然后，当迁移到 Java 时，您实际上可以根据您的其他编程习惯很容易地超越这种方法类比，而不是用析构函数之类的东西挠头，只需实现这些方法的基础，但将它们留空。通过这种方式，您为您自己拥有了一个不那么隐形的心理标记，表明对象生命周期即将结束，最终当您学会相信它时，您可以将其移除。您甚至不必担心开销，只要方法体为空，JVM 就会优化掉那些多余的方法调用。

当然，下一步是将其扩展到原始值，并从对象生命周期进一步扩展到方法粒度级别。为了真正浓缩我的意思，这是一个应用了这些心理助手的示例类：

public class MentalHelpers {
    private MyFieldObject mfo;

    /**
     * Note the separate method for object creation.
     * This is actually good practice in general!
     */
    public MentalHelpers() {
        createObject();
    }

    private final void createObject() {
        mfo = new MyFieldObject();
    }

    private final void destroyObject() {
        // Do nothing! private or public, you decide.
    }

    public int incrementOne() {
        int i = 1;

        int ret = i++;

        freeInt(i);

        return ret;
    }

    private final freeInt(int i) {
        // Once again, do nothing!
    }
}

就是这样，希望对您有所帮助。

Answer 4

打开垃圾收集日志并在GCViewer 中查看结果。这将向您展示您的应用程序中的内存是如何执行的，以及当垃圾收集器运行时是否有足够的内存被清理。

_{（来源：tagtraum.com）}

Answer 5

我认为你应该继续思考 C++ 风格。 Java 中的对象创建成本很高，比 C++ 中的成本更高，因为您没有在堆栈上分配的选项。不过，不确定这是否是您正在寻找的答案。