java之jvm

一、内存布局

（1）虚拟机栈。它保存局部变量和部分结果，并在方法调用和返回中起作用。
（2）本地方法栈。与虚拟机栈基本类似，区别在于虚拟机栈为虚拟机执行的 Java 方法服务，而本地方法栈则是为 Native 方法服务。
（3）程序计数器。程序计数器是一块较小的内存空间，可以看作当前线程所执行字节码的行号指示器。字节码解释器工作时通过改变计数器的值选取下一条执行指令。分支、循环、跳转、线程恢复等功能都需要依赖计数器完成。是唯一在虚拟机规范中没有规定内存溢出情况的区域。如果线程正在执行 Java 方法，计数器记录正在执行的虚拟机字节码指令地址。如果是本地方法，计数器值为 Undefined。
（4）方法区。方法区用于存储被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
（5）堆。堆是虚拟机所管理的内存中最大的一块，被所有线程共享的，在虚拟机启动时创建。堆用来存放对象实例，Java 里几乎所有对象实例都在堆分配内存。

二、哪些对象是垃圾

1. 引用计数法

在对象中添加一个引用计数器，如果被引用计数器加 1，引用失效时计数器减 1，如果计数器为 0 则被标记为垃圾。原理简单，效率高，但是在 Java 中很少使用，因为存在对象间循环引用的问题，导致计数器无法清零。

2. 可达性分析法

（1）主流语言的内存管理都使用可达性分析判断对象是否存活。基本思路是通过一系列称为 GC Roots 的根对象作为起始节点集，从这些节点开始，根据引用关系向下搜索，搜索过程走过的路径称为引用链，如果某个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连，则会被标记为垃圾。
（2）可作为GC ROOTS的对象

• 1）Java 虚拟机栈（局部变量表）中的引用的对象。
• 2）方法区中静态引用指向的对象。
• 3）仍处于存活状态中的线程对象。
• 4）Native 方法中 JNI 引用的对象。

垃圾回收算法

标记-清除算法

（1）效率一般，缺点是会造成内存碎片问题。

复制算法

（2）复制算法是所有算法里面效率最高的，缺点是会造成一定的空间浪费。

标记-压缩算法

效率比前两者要差，但没有空间浪费，也消除了内存碎片问题。

分代回收策略

研究表明，大部分对象的生命周期都很短，其他对象则很可能会存活很长时间。大部分死的快，其他的活的长。这个假设我们称之为弱代假设。
现在的垃圾回收器，都会在物理上或者逻辑上，把这两类对象进行区分。我们把死的快的对象所占的区域，叫作年轻代。把其他活的长的对象所占的区域，叫作老年代。

年轻代

（1）年轻代分为：一个Eden区，两个Survivor区（称为S0和S1）。
（2）当 Eden 区第一次满的时候，会进行垃圾回收。首先将 Eden区的垃圾对象回收清除，并将存活的对象复制到 S0，此时 S1是空的。
（3）下一次 Eden 区满时，再执行一次垃圾回收。此次会将 Eden和 S0区中所有垃圾对象清除，并将存活对象复制到 S1，此时 S0变为空。
（4）如此反复在 S0 和 S1之间切换几次（默认 15 次）之后，如果还有存活对象。说明这些对象的生命周期较长，则将它们转移到老年代中。
（5）在这个过程中，总会有一个 Survivor 分区是空置的。Eden、from、to 的默认比例是 8:1:1，所以只会造成 10% 的空间浪费。
（6）使用复制算法进行垃圾回收。

老年代

（1）一个对象如果在新生代存活了足够长的时间而没有被清理掉，则会被复制到老年代。老年代的内存大小一般比新生代大，能存放更多的对象。如果对象比较大（比如长字符串或者大数组），并且新生代的剩余空间不足，则这个大对象会直接被分配到老年代上。
（2）注意：对于老年代可能存在这么一种情况，老年代中的对象有时候会引用到新生代对象。这时如果要执行新生代 GC，则可能需要查询整个老年代上可能存在引用新生代的情况，这显然是低效的。所以，老年代中维护了一个 512 byte 的 card table，所有老年代对象引用新生代对象的信息都记录在这里。每当新生代发生 GC 时，只需要检查这个 card table 即可，大大提高了性能。
（3）使用标记-压缩算法进行垃圾回收

java种的四种引用

引用	GC回收时机	使用示例
强引用	如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它	Object obj = new Object();
软引用	内存实在不足时，会对软引用进行回收
弱引用
虚引用