Java对象内存模型和GC机制

JVM中的堆和栈，方法区

1.栈是运行时的单位，堆是存储的单位。
2.栈解决程序的运行问题，即程序如何执行，如何处理数据；堆解决数据存储的问题，数据怎么放，放在哪。
3.栈存放的是基本数据类型和对象在堆中的引用值；堆中存放的是对象和数组。一个对象的大小是不可估计的，或者说是动态变化的，但是在栈中存放是一个4byte的对象引用值。

在Java中一个线程就会有一个相应的线程栈与之对应，因为每个线程的执行逻辑是不同的，所以需要一个独立的线程栈；而堆是所有线程共享的。栈因为是运行单位，里面存放的信息都是跟当前线程相关的，包括局部变量，方法返回值，程序状态等；而堆只负责存放对象信息。

方法区：在jvm加载类时，存储类的所有描述信息，包含了类基本信息，方法信息，字段信息，常量池，静态区，classloader和class的引用。

在Java中，1个空Object对象的大小是8byte。

Java内存模型和对象创建过程

JVM内存包含以下几个部分
堆内存（Heap Memory）： 存放Java对象
非堆内存（Non-Heap Memory）： 存放类加载信息和其它meta-data
其它（Other）： 存放JVM 自身代码等

类加载过程：
1， JVM会先去方法区中找有没有相应类的.class存在。如果有，就直接使用；如果没有，则把相关类的.class加载到方法区
2， 在.class加载到方法区时，会分为两部分加载：先加载非静态内容，再加载静态内容
3， 加载非静态内容：把.class中的所有非静态内容加载到方法区下的非静态区域内
4， 加载静态内容：
4.1、把.class中的所有静态内容加载到方法区下的静态区域内
4.2、静态内容加载完成之后，对所有的静态变量进行默认初始化
4.3、所有的静态变量默认初始化完成之后，再进行显式初始化
4.4、当静态区域下的所有静态变量显式初始化完后，执行静态代码块
5，当静态区域下的静态代码块，执行完之后，整个类的加载就完成了。

对象创建过程：
1， 在堆内存中开辟一块空间
2， 给开辟空间分配一个地址
3， 把对象的所有非静态成员加载到所开辟的空间下
4， 所有的非静态成员加载完成之后，对所有非静态成员变量进行默认初始化
5， 所有非静态成员变量默认初始化完成之后，调用构造函数
6， 在构造函数入栈执行时，分为两部分：先执行构造函数中的隐式三步，再执行构造函数中书写的代码
6.1、隐式三步：
1，执行super语句
2，对开辟空间下的所有非静态成员变量进行显式初始化
3，执行构造代码块
6.2、在隐式三步执行完之后，执行构造函数中书写的代码
7，在整个构造函数执行完并弹栈后，把空间分配的地址赋值给一个引用对象

GC

GC（Garbage Collection)，是JAVA/.NET中的垃圾收集器。

Java是由C++发展来的，它摈弃了C++中一些繁琐容易出错的东西，引入了计数器的概念，其中有一条就是这个GC机制（C#借鉴了JAVA）

编程人员容易出现问题的地方，忘记或者错误的内存回收会导致程序或系统的不稳定甚至崩溃，Java提供的GC功能可以自动监测对象是否超过作用域从而达到自动回收内存的目的，Java语言没有提供释放已分配内存的显示操作方法。所以，Java的内存管理实际上就是对象的管理，其中包括对象的分配和释放。

对于程序员来说，分配对象使用new关键字；释放对象时，只要将对象所有引用赋值为null，让程序不能够再访问到这个对象，我们称该对象为"不可达的".GC将负责回收所有"不可达"对象的内存空间。

对于GC来说，当程序员创建对象时，GC就开始监控这个对象的地址、大小以及使用情况。通常，GC采用有向图的方式记录和管理堆（heap）中的所有对象。通过这种方式确定哪些对象是"可达的"，哪些对象是"不可达的".当GC确定一些对象为"不可达"时，GC就有责任回收这些内存空间。但是，为了保证 GC能够在不同平台实现的问题，Java规范对GC的很多行为都没有进行严格的规定。例如，对于采用什么类型的回收算法、什么时候进行回收等重要问题都没有明确的规定。因此，不同的JVM的实现者往往有不同的实现算法。这也给Java程序员的开发带来行多不确定性。本文研究了几个与GC工作相关的问题，努力减少这种不确定性给Java程序带来的负面影响