jvm

笔者最近学习jvm 的内存模型，这里根据下面几个模块来做个总结：

1.jvm的内存模型

2.jvm gc原理

jvm的内存模型

 jvm 的内存模型实现很复杂，但是工作中经常接触的可大体分为如图所示：

jvm内存模型

1.程序计数器：当前线程所执行字节码的行号指示器，它是线程私有的，占jvm的一小块内存，不会发生oom

2.虚拟机栈：它是描述线程调用方法的一个内存模型，它是由一个个栈帧组成，线程每调用一个方法形成一个栈帧，栈帧又由局部变量，操作数栈，动态链接，方法返回等信息组成。线程执行方法的过程意味着栈帧入栈和出栈的过程，它是线程私有的。由于栈的长度在jvm默认是动态增长的，所以一般情况下当扩容时内存不足会发生oom

3.本地方法栈：和虚拟机栈相似，虚拟机栈是为虚拟机执行Java方法提供服务，而本地方法栈是为虚拟机执行native方法提供服务。

4.堆：主要用来存储java对象，它是线程共享的，堆按线程来划分的话，可为每个线程划分为一个个的区域。堆又个划分成新生代和老人代，堆的内存大小可通过 -Xmx20m -Xms20m -Xmn10m参数来配置，上述Xmx代表堆可用的最大内存，Xms为堆初始内存，Xmn为新生代内存，所以老人代内存等于堆内存减去老人代内存 。新生代又可细分为eden区，from survivor区，to survivor区，新生代的可用内存为eden区+survivor区，jvm默认eden和survivor区的大小比例为8:1，可通过-XX：SurvivorRatio 或者-XX：NewRatio来配置，内存不足时会发生oom，jvm gc主要回收内存的区域。

5.方法区：主要用来存放类信息，静态变量，动态链接，常量等信息的区域，线程共享的，默认大小跟最大的堆内存一致，可通过-XX:MaxperSize配置,当内存不足时，也会发生oom，主要是常量池的oom

6.常量池：存放字面量和符号引用的区域，位于方法区中。

JVM GC 原理

由于虚拟机栈所需的内存在虚拟机启动时就已经基本确定了，而堆内存和方法区的所需大小是不断变动的，所以gc主要发生在这两个区域当中。当一个对象没有被引用的时候，gc会将该对象回收，从而释放内存。

1.如何判断对象是否可用

可通过引用计数器和可达性分析算法来判断对象是否可用，jvm采用的是可达性分析算法来判断对象是否可用，这里先简单介绍下引用计数器，当一个对象被引用时，引用计数器就会加1，当引用计数器为0时，则该对象变为不可用，但是在java中，会发生两个不可用的对象互相引用的情况，导致这两个对象不被回收，从而发生内存泄漏。

可达性分析算法：jvm通过一系列的gc root，从该节点向下搜索，向下搜索的路径被称为引用链，当对象的引用链对任一gc root不可达时，从而判定该对象不可用。

如何确定gc root?

1.虚拟机栈中引用的对象

2.方法区中类静态熟悉引用的对象

3.方法区中常量引用的对象

4.本地方法栈中JNI引用的对象

对象的引用又分为强引用，软引用，弱引用，虚引用四种引用

强引用：类似Object x=new Obejct()，jvm gc时，不会回收此类的对象

软引用：可用但不是必须的对象，当内存不足时，可通过标记软引用，在垃圾收集器回收时回收此类对象，可通过SoftReference声明。

弱引用：不是必须的对象，在垃圾收集器回收之前，会将该类对象回收，可通个WeakReference声明

虚引用：此类对象只是用来标记，不会创建实例

2.GC算法

1.标记-清除算法：jvm gc时，会将不可用的对象全部标记，然后一次性的将标记的对象清除，该算法实现简单，但是标记和清除的效率低且会产生大量的内存碎片，会导致申请大内存时发生full gc或者oom

标记-清除

2.复制算法：jvm 将可用的内存分为大小相等两块，只用其中的一块，当发生gc时，将该块存活着的对象全部复制到另一块中，然后一次性清除该块。效率高但是可用空间为内存的一半，该算法一般用于新生代中

复制算法

3.标记-整理算法：标记过程和标记-清除算法一样，但是后续步骤不是对不可用对象进行回收，而是让所有存活的对象移至以测，然后直接清理掉边界以外的内存

标记-整理