jvm结构 和GC回收机制

一 、jvm结构：

从上边的图可以看出，jvm结构主要分为4大块（右边的图表示从java源代码到jvm执行的过程）。

1，类加载器 classloader：jvm启动时或者类运行时，将所需要的类加载到jvm中（jvm将javac编译好的class文件加载的jvm中）。

2，内存区：主要是jvm运行时操作所分配的分配内存。

3，执行引擎：负责执行class文件中包含的字节码指令。

4，本地库接口：本地有c或者c++实现的方法。

jvm 存储空间主要分为5大区域。

共享区（共享区的资源是整个进程都可以使用的）：

 heap 堆：用来存放所有的实例或者对象。即 new 出来的对象都是存在堆上的。 

 method area 方法区：用来存储类结构信息的地方，常量池、静态变量和构造函数。

私有区（每创建一个线程就会创建一个私有区，包含jvm stack、pc register、natice method stack）：

栈区和线程是一一对应的，线程生栈生，线程灭栈灭，当线程结束后，随之生成的栈会自动释放所有内存。

 java stack 栈：java栈总是和线程关联在一起的。每当声明一个线程的时候，jvm就会为这个线程创建一个对应的java栈。线程每调用一个方法，就会创建一个栈帧，栈帧用来存储局部变量、操作栈、方法返回值等信息。

　　　　　　   每一个方法从调用到执行完成，就对应着栈帧的入栈到出栈。

 pc register 程序计数器：用于保存当前执行线程的内存地址。jvm是多线程的，线程轮流工作，当线程切换的时候，需要有记录器记录当前线程的执行信息（中断位置），在线程切换回来的时候继续执行。

 native method stack 本地方法栈：作用和java stack类似，不过事在调用native方法的时候，用来存储本地方法的一些信息。

 

二、内存分配

　　 java 的内存分配机制和c/c++不一样，c/c++是通过malloc进行系统调用，而系统调用发生在内核空间，每次都要中断进行切换，这需要一定的开销。而java虚拟机是先直接在内存中分配一大块空间，在new对象的时候，

对内存进行分配和释放，减少了系统调用次数，节省了一定开销。类似于内存池的概念。

　　我们在程序中变量存储在栈中，引用类型值存放在堆中，引用类型地址存放在占中，在传参的时候，参数传递的是引用类型的地址，当我们对引用类型进行操作的时候，会直接修改引用地址所在堆上的值。

　　栈 是顺序分配的，而且定长，不存在回收问题； 堆 是随机分配的，不定长度，所以需要分配和回收；

　　java内存申请一般有两种方式：

　　静态内存：1，在程序运行时由编译器分配的内存，内存是固定的，比如 int变量

　　　　　　    2，无需占用cpu资源，自动释放内存空间

　　　　　　    3，存放在栈中

　　　　　　　4，按计划分配，由编译器负责

　　动态内存：1，在执行期才知道要分配存储空间大小，或者空间太大，栈上无法保存。比如 java对象。

　　　　　　　2，分配和释放都需要占用cpu资源。

　　　　　　　3，存放在堆上。

　　　　　　　4，按需分配，由程序员负责。

　　　　　　　5，分配内存需要指针和引用类型支持。

三、垃圾检测 回收算法

　　垃圾收集器一般要完成两件事：1 检测垃圾，2 回收垃圾

　　怎么检测垃圾？

　　引用计数法：给对象加上引用计数器，每添加一个地方引用，计数器+1，引用失效就-1。

　　但是 如果 a 对象和 b对象相互引用，并无其他地方使用它们，这两个对象就不适合引用计数法了。

　　可达性分析算法：以根集对象为起点进行搜索，若果对象不可达，即为垃圾对象。根集对象一般包括 java栈中引用对象、方法区常量池中引用的对象、本地方法引用的对象

　　怎么回收垃圾？

　　1，标记-清除（mark-sweep）

　　　　标记所有需要回收的对象，然后一次性清除。

　　　　不足：会产生大量垃圾碎片，效率低。

  　 　   

　　2，复制（copying）

　　　　此方法将内存划分为两个相等的区域，当垃圾回收时会遍历当前使用区域，把使用中的对象复制到另一个区域。复制成本较小（只复制使用中对象），效率高，不会出现碎片问题。

　　　　不足：内存浪费。

　　　　

　　3，标记-整理（mark-compact）

　　　　首先，标记所有引用对象，遍历整个堆，清除未引用对象，并且把存活对象压缩排序。

　　　　

　　4，分代收集算法

　　　　不同对象的声明周期是不一样的，根据生命周期长短采用不同的方式，以提高收集效率。

　　如何区分内存的生命周期？

　　1，年轻代（young generation）

　　　　所有新对象产生的地方，分为三个区域，Eden和另个servivor（s1,s2）。当Eden被填满的时候，就会执行minor gc，并且把存活下来的对象放入s1中，在s1中 minor gc 还会再坚持一遍所有对象，将存活的对象放入s2中。

　　这样在一段时间内总是有一个空的servivor空间（s1或者s2），当经过多次gc周期后依然存活的对象，就会转移到老年代空间中。

　　2，老年代（old generation）

　　　　在年轻代中经过n次回收后仍然没有清除的对象，就会被放入老年代中。

　　3，持久代（permanent generation）

　　　　用于存放静态文件，比如 java类、方法

　　

 

四、垃圾收集器

　　垃圾收集算法，只是垃圾收集的方法论，而实现了这些方法的就是垃圾收集器。

 

原文地址：https://blog.csdn.net/moneyshi/article/details/53033577