目錄

1.JVM內(nèi)存劃分

2.JVM類加載過程

3.JVM垃圾回收機制GC

3.1.判斷誰是垃圾

3.2.如何釋放對應(yīng)的內(nèi)存

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1.JVM內(nèi)存劃分

在一個Java程序運行起來之后，jvm就會從操作系統(tǒng)中申請一塊內(nèi)存，然后就會將該內(nèi)存劃分成多個部分，用于不同的用途。

（1）主要劃分成五個部分

堆、棧、元數(shù)據(jù)區(qū)(方法區(qū))、常數(shù)計數(shù)器(很少涉及)

圖示：

像堆區(qū)中的各個部分劃分，在后面的垃圾回收機制再拿出來鞭策一遍，在這里就不先做任何的贅述。

（2）每塊內(nèi)存區(qū)的功能

堆區(qū)：

整個內(nèi)存區(qū)域中最大的區(qū)域，用于存放java代碼中new出來的對象、和成員變量。

棧：

一般java是使用jvm虛擬機棧，這里保存了方法的調(diào)用關(guān)系、局部變量等。也就是每個方法怎么被調(diào)用，被誰調(diào)用等

元數(shù)據(jù)區(qū)：

元數(shù)據(jù)區(qū)，以前也成為方法區(qū)，用來存放類對象、類屬性(靜態(tài)成員)、常量

程序計數(shù)器：

屬于內(nèi)存中最小的區(qū)域，用來保存要執(zhí)行的下一條指令的地址

（3）實戰(zhàn)劃分內(nèi)存

看下嘛的一段代碼，查看下面的變量和對象分別處于哪一塊內(nèi)存中

class Demo2 {}
class Demo1 {public int a;Demo2 b = new Demo2();public String c = "love";public static int d;}public class Test {public static void main(String[] args) {Demo1 e = new Demo1();}
}

對于變量：a,b,c,d,e 其中a,b,c都屬于成員變量，存在于堆上；而e屬于局部遍歷，存在棧上；而d屬于靜態(tài)成員變量，屬于類屬性，存在于元數(shù)據(jù)區(qū)。它們只是屬于變量，里面存有一個值，會指向另一塊內(nèi)存空間。

各對象內(nèi)存分布和指向關(guān)系

以上就是對應(yīng)的各種關(guān)系。

對于上述的四個區(qū)域，堆和元數(shù)據(jù)區(qū)，在整個進程中只有一份，而棧和程序計數(shù)器，是每個線程都有一份。

2.JVM類加載過程

一個.java文件變成.class文件的過程，也是從硬盤加載到內(nèi)存中，得到類對象的過程。

（1）類加載的五個環(huán)節(jié)

加載、驗證、準備、解析、初始化

（2）每個環(huán)節(jié)對應(yīng)的作用

1.加載

在硬盤上找到對應(yīng)的.class文件，并且讀取.class文件內(nèi)容

2.驗證

檢查.class文件中的內(nèi)容，是否符合要求(如文件格式等)

3.準備

給類對象分配內(nèi)存空間

4.解析

對字符串常量初始化，把剛才.class文件中的常量內(nèi)容取出來放到元數(shù)據(jù)區(qū)

5.初始化

針對類對象進行初始化，給靜態(tài)成員初始化，也就是執(zhí)行靜態(tài)代碼塊

（3）“雙親委派模型”

在第一步的加載環(huán)節(jié)，目的是打開.class文件，前提就是需要通過“全限定類名”找到文件才能進行打開，所以“雙親委派模型”就是尋找.class文件的一種機制。

在這個環(huán)節(jié)，涉及到一個概念：類加載器

在JVM中也會包含一些類，負責(zé)完成后續(xù)的類加載工作。其中JVM內(nèi)置了三個類加載器，負責(zé)加載不同的類

分別是三個類：BootstrapClassLoader、ExtentionClassLoader、ApplicationClassLoader

1）三個類加載器作用

所以成為雙親委派模型，但是跟準確的說法為：父親委派模型或者單親委派模型

2）加載過程

那么雙親委派模型是如何找類的呢？我們舉一個例子，假設(shè)我們自己寫了一個java程序，會給定一個全限定類名

3）雙親委派模型應(yīng)對的場景

如果自己的代碼中寫的類的名字和標準庫/擴展庫沖突了，JVM會確保加載的類是標準庫的類(不會加載自己寫的類)，如果標準庫中的類無法加載，那么Java進行就沒有辦法正常工作了。

這樣還有一個好處，就是可以確保自己寫的類肯定可以被加載到。

3.JVM垃圾回收機制GC

對于Java，回收垃圾采取的是自動回收策略，策略也稱為GC。

對于GC來說，回收的其實是堆上的內(nèi)存。而對于堆，保存的主要是對象，換句話說，也就是主要回收對象，那怎么回收對象呢？主要有兩個步驟：判斷誰是垃圾和如何釋放其對應(yīng)的內(nèi)存。

3.1.判斷誰是垃圾

在判斷誰是垃圾這一步，Java是采取很保守的做法，也就是可以保證只會釋放后續(xù)不會再使用的對象，后續(xù)仍會使用到的對象，是不會進行回收的，所以才用的策略是：判斷某個對象是否存在引用指向，如果沒有引用指向，就可以判斷為垃圾，反之不行。

判斷誰是垃圾，GC有兩種策略：引用技術(shù)和可達性分析，而JVM采取的策略只有可達性分析，引用計數(shù)則不是。

（1）引用計數(shù)

1）策略：每創(chuàng)建一個對象，就在對象前面多開辟一塊空間，用來計數(shù)使用，有一個引用指向該對象，計數(shù)變量就+1，如果計數(shù)器為0，則需要回收該對象。

2）代碼舉例

class TT {}
public class GC {public static void main(String[] args) {TT a = new TT();TT b = a;}
}

對于實例化的TT對象，當(dāng)前有兩個對象指向它，所以計數(shù)值為2（分別是引用a和b），如果a=null或者b=null，則計數(shù)值-1，兩個都置為null，則計數(shù)為0.

對于引用計數(shù)存在兩個問題

問題一：會消耗額外的內(nèi)存空間

如果對象本身的內(nèi)存比較大，相比來說計數(shù)的空間就很小；但是如果對象內(nèi)存空間很小，那么計數(shù)空間就會顯得很大，就會浪費很大的空間

問題二：存在“循環(huán)引用”問題

這類問題就會讓外部代碼無法對 對象進行釋放

代碼舉例：

class T {T t;
}
public class GC {public static void main(String[] args) {T a = new T();T b = new T();a.t = b;b.t = a;}
}

這是一段有問題的代碼

圖示分析：

存在的問題：當(dāng)將引用a和b置為null時，按理來說這兩個對象是要被回收了，但是這里卻不會，因為計數(shù)不為0，不能回收。所以這就是引用計數(shù)最大的一個問題。

（2）可達性分析

JVM采取的是可達性分析，既解決了空間問題，也解決了循環(huán)引用問題。

1）定義：JVM會把對象之間的引用關(guān)系，定義成樹形結(jié)構(gòu)，JVM可以不停的從根節(jié)點開始遍歷，可以訪問到的對象，成為“可達”，剩下的就是“不可達”。

標記為不可達的對象，也就被標記成垃圾。

2）舉例

例如這樣的結(jié)構(gòu)，如果將c=null，那么c后面的兩個對象f和g就變成不可達，就要成為垃圾。

訪問這棵樹的所有節(jié)點，都是要通過根節(jié)點a開始。

3）確定根節(jié)點

對于根節(jié)點，可能的情況有：棧上的引用局部變量、常量池中引用的對象、方法區(qū)中的靜態(tài)成員。

3.2.如何釋放對應(yīng)的內(nèi)存

當(dāng)已經(jīng)標記好垃圾之后，該怎么回收呢？下面介紹。一共四種，前面三種是鋪墊，最后一種才是JVM真正使用的

（1）標記-清除

策略：直接把標記為垃圾對象的對應(yīng)的內(nèi)存回收，已經(jīng)回收的內(nèi)存，其他對象可以使用

缺點：這樣做很存在內(nèi)存碎片問題，后續(xù)就很難申請到一大塊連續(xù)的空間

（2）復(fù)制算法

策略：要刪除空間1中abcd中的ac，就直接將bd復(fù)制到另一塊空間中

缺點：嚴重浪費空間。比如有8G內(nèi)存，就只能使用4G

（3）標記-整理

策略：把不需要釋放的內(nèi)存空間覆蓋到需要釋放的空間上?？梢越鉀Q內(nèi)存碎片問題

缺點：時間開銷很大

（4）分代回收

策略：根據(jù)不同的場景，采取不同的回收策略，這里的回收策略也就是上述介紹到的。

如何根據(jù)場景呢？就是要根據(jù)時間來，哪個時間呢？就是對象的年齡。

因為GC主要回收的地方就是堆區(qū)，所以堆區(qū)上會有對應(yīng)的分區(qū)，不同的區(qū)代表對象的年齡

Eden:稱為伊甸區(qū)，新創(chuàng)建的對象都處于這里。

這里的對象生命周期都很短，一般經(jīng)過一輪GC就會成為垃圾。從伊甸區(qū)到達生存區(qū)，采取的是復(fù)制算法

s0:稱為生存區(qū)，一般經(jīng)過一輪還未被回收，就會到達下一個階段

從生存區(qū)到達幸存區(qū)，也是通過復(fù)制算法

s1:稱為幸存區(qū)

這里也稱為生存區(qū)，到達這里也需要通過復(fù)制算法。

Old區(qū):到達這里的對象都會成為老年代的對象，GC的掃描頻率會大幅度降低。

對于老年代中的垃圾，就會通過標記-整理的方法進行回收

總結(jié)一下：伊甸區(qū)、生存區(qū)、幸存區(qū)都是通過復(fù)制算法回收垃圾很搬運到下一個區(qū)，對于老年區(qū)，則是通過標記-整理回收垃圾。