java内存管理
一、内存管理的发展历程:
DOS时代:同一时间只能有一个进程在进行(也有一些特殊算法可以支持多进程).大小例如64K。
windows9x:多个进程装入内存,大小例如8M,16M,多个进程全部装入进程,有两个问题 :
1). 很容易内存称爆。
解决内存撑爆:分块装入页框中(内存页4K标准),用到哪一块,将哪一块放入内存中,比如运行进程 qq.exe ,分为了6页,第3页是入口程序,那么启动时候先将第3页放入内存,第3快用到第4块了,在将第4块放入内存,第4快用到第5块了,如果发现内存满了,那么就将最不常用的那块,放入SWAP交换分区【内存中不常用的块,扔到里面,硬盘实现的,所以效率慢】,不是整个QQ.exe都在内存。
2).互相打扰,不小心访问到别人的空间。
为了解决这两个问题,诞生了,现在内存管理系统:虚拟地址分页装入,软硬件结合寻址.虚拟内存的连个好处
(1)隔离应用程序:每个程序都认为自己有独立连续可用的内存,突破物理内存限制,应用程序不需要考虑物理内存是否够用,是否能够分配等等底层问题.
(2)安全:保护物理内存,不被恶意程序访问.
1. 分页(内存不够用),内存中分成固定大小的页框(4K),把程序(硬盘上)分成4K大小的块,用到哪一块,加载那一块,加载的过程中,如果内存已经满了,会把最不常用的一块放到swap分区, 把最新的一块加载进来,这个就是著名的LRU算法。所有用到缓存的都是用此算法
1.LRU算法 LeetCode146题,头条要求手撕(手写),阿里去年也要求手撕
2. Least Recently Used 最不常用(找到最不常用的,然后扔出去)
3. 哈希表(保证 查找操作O(1)) + 链表 (保证 排序操作和新增操作 O(1)))
4. 双向链表 (保证 左边指针 指向右边块)
2. 虚拟内存(解决相互打扰问题)
- DOS Win31 ... 互相干掉
- 为了保证互不影响 - 让进程工作在虚拟空间,程序中用到的空间地址不再是直接的物理地址,而是虚拟的地址,这样,A进程永远不可能访问到B进程的空间
- 虚拟空间多大呢?寻址空间 - 64位系统 2 ^ 64,比物理空间大很多 ,单位是byte
- 站在虚拟的角度,进程是独享整个系统 + CPU
- 内存映射:偏移量 + 段的基地址 = 线性地址 (虚拟空间)
- 线性地址通过 OS + MMU(硬件 Memory Management Unit)
3. 缺页中断:
- 需要用到页面内存中没有,产生缺页异常(中断),由内核处理并加载
二、ZGC
算法:Colored Pointer
GC信息记录在指针上,不是记录在头部, immediate memory use
42位指针 寻址空间4T JDK13 -> 16T 目前为止最大16T 2^44
CPU如何区分一个立即数 和 一条指令
总线内部分为:数据总线 地址总线 控制总线
地址总线目前:48位
颜色指针本质上包含了地址映射的概念