Java虚拟机（JVM）解析：内存区域、类加载、垃圾回收和选型考虑

目录

一、JVM内存区域划分

二、JVM类加载 

三、JVM垃圾回收（GC）

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一、JVM内存区域划分

• 栈
• 堆
• 方法区(元数据区)
• 程序计数器

1.栈 

举个例子：

 

那具体是怎么分的呢？如下图

本地方法栈：给JVM内部的方法准备的栈空间

虚拟机栈：给Java代码使用的栈（这里的栈与数据结构的栈的概念不同）

栈是每个线程都有一份，一个进程有n份

2.堆

堆是每个进程只有一份

3..元数据区 

类对象就是在这里，包括常量池，静态成员~~

4..程序计数器

记录当前线程执行到那个指令，每个线程有一份

二、JVM类加载 

类加载流程:

 对于一个类来说，它的生命周期是这样的：

其中前 5 步是固定的顺序并且也是类加载的过程，其中中间的 3 步我们都属于连接，所以对于类加载来说总共分为以下几个步骤： 

1. 加载：把.class文件找到，读取文件内容，最终得到一个类对象

一个类，啥时候会被加载呢？

怎么找到.class文件呢？

双亲委派模型，描述的是就是找.class文件的基本过程 （最常考）

 基本流程：

举个例子：

假设用户在自己的代码中，写了个java.lang.String这个类，按照上面的加载流程，此时JVM加载的是标准库中的类，不会加载自己写的类。 

2. 连接

        1. 验证——根据jvm虚拟机规范、检查.class文件的格式是否符合要求

        2. 准备——给类对象分配内存空间(内存初始化为全0)

        3. 解析——针对字符串常量进行初始化，把符号引用转为直接引用

把符号引用转为直接引用的意思：

 举个简单的例子：

3. 初始化：真正针对类对象里面的内容进行初始化，加载父类，执行静态代码块的代码

三、JVM垃圾回收（GC）

大家还记得吗？在C语言中，我们通过malloc动态申请内存（申请的内存是在堆中），每次申请完后都要我们手动释放内存（free)。如果不释放就回造成内存泄漏等严重问题。

但是如果光指望我们程序员手动释放内存，那显然是不靠谱的。

为在Java中就由机器负责回收不再使用的内存空间——这种机制就被称为内存回收机制（garbage collection简称GC）

GC的好处：非常省心，让程序猿写代码简单点，不容易出错

GC的坏处：需要消耗额外的系统资源，也有额外的性能开销 

性能开销导致的问题：STW问题（stop the world）

如果有时候，内存的垃圾已经非常多了，此时触发一次GC机制，开销会非常大，大到可能把系统资源吃了很多~~

另一方面，GC可能会涉及一些锁操作，导致业务没办法正常执行，这样的卡顿，可能会持续几十毫秒或者上百毫秒~~

举个简单的例子：当你在家电脑打游戏时，突然你妈妈过来扫地，那你就只能挂机，站起来等你妈妈扫完这个地方，才继续~~ 

1.那么，垃圾回收收的是什么呢？

 

 2.如何确定该对象需要回收呢？

• 引入计数【不是java的做法.python/php】
• 可达性分析 【java的做法】

大家面试注意审题：

1.问题是：垃圾回收中如何判断对象是垃圾？

此时两个都说

2.问题是： 谈谈java的垃圾回收中如何判断对象是垃圾？

此时只需要说可达性分析

引入计数 ：

大括号结束，上述三个引用超出作用域，失效，此时引用计数就是0了，此时new Test()对象就是垃圾了~~

那为什么java不使用这个方法呢？

 可达性分析 ：

可达性就是以代码中的一些特殊变量为起点，然后以起点触发，看看哪些对象都能被访问到。只要对象能访问到，就标记为“可达”，当完成一圈标记后，剩下的就是“不可达“的了，也就是要回收的垃圾了。

我们对上面的名词做出解释~

 简单来说~~

举个例子：

确定了要回收的对象，那如何进行垃圾回收呢？

1.标记清除

 

 2.复制算法

 

3.标记整理 

4.分代回收