jvm内存模型与垃圾回收机制

一、jvm内存模型（原文链接：http://www.studyshare.cn/blog-front//blog/details/1134）
在这里插入图片描述
1、java虚拟机栈

   虚拟机栈是程序中的每个方法都会在虚拟机栈中产生一个栈帧与之对应，方法从开始调用到运行结束的
   过程，对应着栈帧从入栈到出栈的过程。

例如：

    一个类中有两个方法a(),b()

    class A{

        a(){

            //....

            b();

            //.....

        }

        b(){

            System.out.println("hello");

        }

     }

    以上的伪代码中a()方法中调用了b()方法，那么对应虚拟机栈中的过程如下：

在这里插入图片描述

（1）、a()方法先执行，先产生栈帧a推入虚拟机栈
（2）、b()方法被调用，产生栈帧b推入虚拟机栈
（3）、b()方法调用执行完成，栈帧b出栈
（4）、a()方法调用b()方法后面的代码继续执行，执行完成，栈帧a出栈

2、方法区

    存储java虚拟机加载的类信息，常量，静态变量以及即时编译器编译的代码等信息，jdk1.6中方法区还包
    括运行时常量池，jdk1.7运行时常量池移动到了堆中，jdk1.8运行时常量池从堆中移除，使用一个单独的
    元数据空间进行存放。属于GC管理的区域

3、本地方法栈（栈内存）

    存储基本数据类型与对象的引用，对象本身不存放在栈中，而是存放在下面的堆内存中

4、堆（堆内存）

   堆是jvm中主要的一块内存区域，是被所有线程共享的内存区域，对象实例在这里分配内存，也是GC管理的主要区域

5、程序计数器

    可以理解为开发工具中代码的行号，用于标记编译后代码的编号，jvm会按照该编号进行顺序执行

6、直接内存

    直接内存不属于jvm运行时数据区，也不属于java规范定义的内存区域。例如IO流进行传输数据的时候就在直接内存中存放并传输。

二、哪些内存需要回收

    jvm是怎么判定哪些内存可以进行回收，上面说过GC管理的主要区域只有两块：方法区和堆，
    虚拟机栈、本地方法栈及程序计数器是随着线程而生，随线程灭而灭，线程结束或者方法结束
    则它们也跟着被回收，因此不需要过多考虑，但方法区和堆却不一样，它们是动态分配内存的
    ，因此需要GC进行管理，GC使用的算法有两种，jvm早期的算法是引用计数算法，另外一种是可达性分析算法

1、引用计数算法

（1）、对分配的每个对象的引用都分配一个计数器，当对象赋值给其他对象的时候，计数器会+1，
当对象的生命周期结束或者被赋值为一个新值的时候，计数器会-1

（2）、如果计数器为0，则表明该对象可被回收

存在问题：如果出现循环引用，例如父类引用了子类，子类也引用了父类，计数器的值永远不能为0，
则该对象永远不会被回收，什么是循环引用，看下面伪代码

class A{

    public static void main(){

        Object1 object1 = new Object1();

        Object2 object2 = new Object2();

        object1.object = object2;

        object2.object = object1;

        object1 = null;

        object2 = null;

    }

}

Object1与Object2中分别引用了对方的对象，当object1.object = object2 的时候，object2的引用计数器+1，当object2.object = object1的时候，object1的引用计数器+1,但当object1=null,object2=null时，此时无法使用object1和object2去使用它们内部各自引用的对方的对象，那么计数器就不可能为0，因此object1和object2就永远不会被回收。

2、可达性分析算法
在这里插入图片描述
GC使用可达性分析算法是从一个根节点开始检索，检索对象的引用是否与上一个节点关联，检索完毕后，没有检索到的就标记为可回收的对象。

哪些可以作为GC的根节点？

（1）方法区常量引用的对象

（2）方法区中类静态属性引用的对象

（3）虚拟机栈中引用的对象

三、垃圾回收机制

   java的垃圾回收机制内部是按照一定的垃圾回收算法来完成的。那么垃圾回收有哪些算法？

1、标记—清除算法

  如图：

在这里插入图片描述
（1）将可回收的内存区域进行标记为可回收

（2）一次性清除所有可回收的内存块

存在问题：会产生内存碎片，使得可使用的内存块（绿色部分内存块）很分散，如果一个内存块可以
存放1k数据，现在有个10k的对象需要存储，则没有连续的十个内存块进行存放。

2、复制算法
在这里插入图片描述
（1）、将一整块内存一分为二，使用左边的内存进行分配，当触发GC的时候，先将左边存活的内存块进行标记

（2）、通过移动的方式将存活内存按顺序移动到右边的区域（保持连续有序）

（3）、一次性清除左边的所有可回收内存

存在问题：始终有一半内存没有参与内存分配，内存资源利用率太低。

3、标记—整理算法
在这里插入图片描述
（1）、标记内存中的可回收对象，存活对象

（2）、回收所有可回收对象的内存

（3）、将存活对象按顺序挨个进行移动到左边

存在问题：需要移动存活对象，在效率上有一定影响

4、分代收集（将以上三个算法都用上）
在这里插入图片描述
（1）、jdk1.7使用新生代和年老代两块相互独立的块

        新生代：那些刚刚创建，存活时间可能很短，可能马上就被GC回收的对象

        年老代：存活达到了一定时间放入年老代的区域中

 （2）、新生代使用复制算法进行垃圾回收，年老代使用标记-清除或者标记-整理算法进行垃圾回收

 （3）、最新的jdk提供了一个G1的概念，就是将新生代和年老代更加细化并放在一个个的小块中，这样使得新生代转换为年老代不用在

两个大块中进行移动，提高了垃圾回收的性能。

四、什么时候触发GC

GC有两种类型：Scavenge GC和Full GC

1、Scavenge GC

当新生代中对一个对象分配内存失败的时候就会触发GC，按复制算法去回收内存

2、Full GC

Full GC比Scavenge GC执行要慢，因为Full GC是针对整个堆进行垃圾回收，因此在jvm调优中尽可能
减少Full GC的次数，那么哪些情况可能触发Full GC呢？

（1）、System.gc()被显示调用

（2）、年老代被写满

（3）、持久代被写满

（4）、上一次GC后heap(堆)各域分配策略动态变化

原创文章，转载请注明出处。更多技术文章：http://www.studyshare.cn/blog-front//blog/index

jvm内存模型与垃圾回收机制

猜你喜欢