深入JVM-自动内存管理（读书笔记）

自动内存管理

• 运行时数据区域
  • 
  • 程序计数器
  • Java虚拟机栈
    • Java方法执行的线程内存模型
    • 每个方法在Java方法中的体现是栈帧
  • 本地方法栈
    • 栈帧内专门为本地方法服务
  • Java堆
    • 被所有线程共享
    • 唯一目的是存放对象
    • 垃圾收集器管理的内存区域（所以也有人称之为”GC“堆）
      • 堆内实际有线程私有的对象缓存区，来提升线程获取对象的效率
  • 方法区/元空间
    • 与方法本身的关系并不大，而更多的是存储的常量、静态变量、类型信息等。
    • 运行时常量池
  • 直接内存
• HotSpot虚拟机与堆中对象分配、布局、访问
  • 对象分配
    • 可用空间的划分
      • 规整的情况下：平移指针
      • 不规整的情况下：空闲列表
      • 并发冲突
        • 缓冲+同步锁/CAS
    • 内存初始化
      • 分配完内存后，进行内存初始化（赋零值）
        • 保证了成员变量默认情况下适用就是零值
    • 构造函数初始化
  • 对象内存布局
    • 对象头、实例数据、空白对齐的padding
  • 对象的访问
    • 通过栈上的reference访问
      • 通过句柄来访问
        • reference->句柄->地址
      • 通过指针来访问（HotSpot采用）
        • reference->地址

垃圾收集器与内存分配策略

• 对象是否”死亡“

  • 引用计数法（不采用）
    • 无法解决循环引用的问题
  • 可达性分析（采用）
    • 判断从GC Root是否可达该结点
    • 可以用作GC Root的点
      • 虚拟机、本地方法栈中引用的对象
      • 静态属性引用的对象
      • 类属性中，常量引用的对象

• 引用的分级

  • 只用”被引用“和”未被引用“无法充分描述对象的引用状况
    • 比如对于这种场景：当内存空间还足够时，能保留在内存之中，如果内存空间在进行垃圾收集后仍然非常紧张，就扔掉它（缓存）
  • 强引用
    • 指在程序代码之中普遍存在的引用赋值，即类似“Object obj=new Object()”这种引用关系
  • 软引用
    • 有用，但非必须的对象
    • 只被软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常前，会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收，如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常
    • SoftReference
  • 弱引用
    • 被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生为止
    • WeakReference
  • 虚引用
    • 没啥用，起到通知作用

• 垃圾收集算法

  • 分代收集理论
    • 弱分代假说：绝大多数对象都是朝生夕灭
    • 强分代假说：熬过越多次垃圾收集的对象越难消亡
    • 跨代假说：跨代引用仅占少数
    • 收集器应该将Java堆划分出不同的区域，然后将回收对象依据其年龄（年龄即对象熬过垃圾收集过程的次数）分配到不同的区域之中存储
    • 标记清除算法
      • 主要问题
        • 容易缠身过多的空间碎片
        • 
    • 标记复制算法
      • 内存分两办，用一半，剩下的一半在每次垃圾收集的时候，存放活着的对象，原来的一半被清空
      • 主要问题
        • 如果存活对象过多，那么复制开销大
        • 
    • 标记-整理算法
      • 标记清除+移动
      • 

• HotSpot的算法细节实现

  • 略

• 经典垃圾收集器

  • Serial收集器

  • G1

  • ZGC