JVM内存管理 + GC垃圾回收机制#

2、JVM内存管理

JVM将内存划分为6个部分：PC寄存器（也叫程序计数器）、虚拟机栈、堆、方法区、运行时常量池、本地方法栈

 

• PC寄存器（程序计数器）：用于记录当前线程运行时的位置，每一个线程都有一个独立的程序计数器，线程的阻塞、恢复、挂起等一系列操作都需要程序计数器的参与，因此必须是线程私有的。

• java 虚拟机栈：在创建线程时创建的，用来存储栈帧，因此也是线程私有的。java程序中的方法在执行时，会创建一个栈帧，用于存储方法运行时的临时数据和中间结果，包括局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。这些栈帧就存储在栈中。如果栈深度大于虚拟机允许的最大深度，则抛出StackOverflowError异常。

  • 局部变量表：方法的局部变量列表，在编译时就写入了class文件
  • 操作数栈：int x = 1; 就需要将 1 压入操作数栈，再将 1 赋值给变量x

• java 堆：java堆被所有线程共享，堆的主要作用就是存储对象。如果堆空间不够，但扩展时又不能申请到足够的内存时，则抛出OutOfMemoryError异常。

  StackOverflowError	OutOfMemoryError
  java栈	java堆
  栈深度超过范围了（比如：递归层数太多了）	内存空间不够了（需要及时释放内存）

   

• 方法区：方发区被各个线程共享，用于存储静态变量、运行时常量池等信息。

• 本地方法栈：本地方法栈的主要作用就是支持native方法，比如在java中调用C/C++

 

3、GC回收机制

• 哪些内存需要回收？——who
• 什么时候回收？——when
• 怎么回收？——how

1、哪些内存需要回收？

• java堆、方法区的内存

线程私有	线程共享
程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈	java堆、方法区
随线程生而生，随线程去而去。线程分配多少内存都是有数的，当线程销毁时，内存就被释放了	堆和方法区的内存都是动态分配的（使用new关键字），所以也需要动态回收。 这部分内存的回收依赖GC完成

 

2、什么时候回收？

• 引用计数法
• 可达性分析

(1)、引用计数法

给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器加一。反之每当一个引用失效时，计数器减一。当计数器为0时，则表示对象不被引用。

举个例子：

Object a = new Object(); // a的引用计数为1
a = null; // a的引用计数为0，等待GC回收

但是，引用计数法不能解决对象之间的循环引用，见下例

Object a = new Object(); // a的引用计数为1
Object b = new Object(); // b的引用计数为1

a.next = b; // a的引用计数为2
b.next = a; // b的引用计数为2

a = null; // a的引用计数为1,尽管已经显示地将a赋值为null，但是由于引用计数为1，GC无法回收a
b = null; // b的引用计数为1，同理，GC也不回收b

(2)、可达性分析

设立若干根对象（GC Root），每个对象都是一个子节点，当一个对象找不到根时，就认为该对象不可达。

没有一条从根到Object4 和 Object5的路径，说明这两个对象到根是不可达的，可以被回收

补充：java中，可以作为GC Roots的对象包括：

• java虚拟机栈中引用的对象
• 方法区中静态变量引用的对象
• 方法区中常量引用的对象
• 本地方法栈中引用的对象

 

3、怎么回收？

• 标记——清除算法
• 复制算法
• 分代算法

(1)、标记——清除算法

遍历所有的GC Root，分别标记处可达的对象和不可达的对象，然后将不可达的对象回收。

缺点是：效率低、回收得到的空间不连续

(2)、复制算法

将内存分为两块，每次只使用一块。当这一块内存满了，就将还存活的对象复制到另一块上，并且严格按照内存地址排列，然后把已使用的那块内存统一回收。

优点是：能够得到连续的内存空间 
缺点是：浪费了一半内存

(3)、分代算法

在java中，把内存中的对象按生命长短分为：

• 新生代：活不了多久就go die 了，比如局部变量
• 老年代：老不死的，活的久但也会go die，比如一些生命周期长的对象
• 永久代：千年王八万年龟，不死，比如加载的class信息

有一点需要注意：新生代和老年代存储在java虚拟机堆上 ；永久代存储在方法区上

	回收方法
新生代	使用复制算法
老年代	使用标记——清除算法
永久代	————————

 

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补充：java finalize()方法：

在被GC回收前，可以做一些操作，比如释放资源。有点像析构函数，但是一个对象只能调用一次finalize()方法。