JVM内存及GC回收

JVM体系结构概述

1）、简述

JVM——操作系统——硬件体系
PS：安卓（jvm+linux内核）
Classfile——类装载子系统（入口）——运行时数据区——执行引擎（出口）——本地方法接口——本地方法库

2）、三种JVM（java规范）

①Sun公司的HotSpot（被Oracle收购）
②BEA公司的JRockit（被Oracle收购）
③IBM公司的J9 VM

运行时数据区

1）、方法区

是堆的一个逻辑部分，但其还有个别名（Non-Heap）
所有线程共享
存储已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、运行时常量池
即编译器编译后产生的数据等
JVM虚拟机停下来进行回收

2）、Java栈

存储局部变量+实例方法，局部变量表存放了编译器可知长度的各种基本类型、对象引用（堆中地址）
方法执行完，自动释放，不存在垃圾回收问题
栈帧：本地变量、栈操作、栈帧数据

3）、本地方法栈

本地方法接口、本地方法库（ddl）
Native Method Stack登记native方法，在Execution Engine执行时加载本地方法库
启动线程和进程时，由操作系统控制

4）、Heap堆

一个JVM只存在一个堆内存，其大小可以调节。类加载器读取类文件后，需要把类方法、常变量存放到堆内存中，保存所有引用类型的真实信息，方便执行器执行

逻辑上三部分（Java7之前）：
新生区（Young/New）、养老区（Old/Tenure）、永久区（Perm）

①新生区分为：
Eden（伊甸区，大小占比：8）、 Survivor 0（1）、Survivor 1（1）（from/to区）

Eden区满了经历MinorGC，幸存者存储到Survivor 0，再满将Eden和S0有效存储到S1，S0和Eden进行清空；再满将Eden和S1有效存储到S0，S1和Eden进行清空，默认反复15次
Ps：当Eden区的幸存者过多时，会直接进入养老区

②进入养老区（链接池、线程池等）
养老区满时，触发FullGC，清理不了会报java.lang.OutOfMemoryError

③永久区（和新生区及养老区无直接关联）
常驻内存区域，存放JDK自身携带的Class、Interface等，运行环境必需信息
不会被垃圾回收回收掉

堆结构在jdk版本迭代下的变化
Jdk1.6及之前：有永久代，常量池在方法区
Jdk1.7：有永久代，已逐步“去永久代”，常量池在堆
Jdk1.8及以后：无永久代，常量池在元空间（方法区）

5）、程序计数器（PC寄存器）

每个线程都私有一个程序计数器（指针），指向方法区中的方法字节码（用来存储
指向下一条指令的地址)，由执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间，自动释放

6）、JVM参数调优

①默认为：内存/64~~~~~内存/4
查看内存：Runtime.getRuntime().maxMemory()/totalMemory()

②调节并打印内存：-Xms大小 -Xmx大小 -XX:+PrintGCDetails

Tips：MAT插件（Eclipse插件）可分析dump文件，定位内存泄漏
使用-Xms大小 -Xmx大小 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 来产生dump文件
使用IDEA时，需设置dump文件位置 -XX:HeapDumpPath=路径

GC回收（分代收集算法）

1）、引用计数法（被淘汰）

需维护计数器，较难处理循环引用

2）、复制算法（Copying）

年轻代Minor GC使用，默认15次，可通过-XX:MaxTenuringThreshold来设定
效率高、无内存碎片，需要双倍空间（需存活率较低）

3）、标记清除（Mark-Sweep）

老年代FullGC，标记（对存活对象标记），清除（扫描，回收未标记对象）
不需要额外空间、但需扫描两次，产生内存碎片
Ps：执行标记清除时，需暂时停止功能（避免刚进入恰好标记完，未被标记的对象清除）

4）、标记压缩（Mark-Compact）

老年代FullGC，标记（对存活对象标记），压缩（将存活对象转移到连续内存）
效率不高，需暂时停止功能

5）、标记清除压缩（Mark-Sweep-Compact）

结合Mark-Sweep和Mark-Compact