JVM 总结

Java 虚拟机在执行 java 程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。可以分为：线程私有，线程共享两个区域。

线程私有的数据区域的生命周期与线程生命周期相同，依赖于用户线程的“启动、结束”而“创建、销毁”。因此线程私有内存与线程紧密相关。

• 程序计数器
  一块较小的内存空间，是当前线程所执行的字节码的行号指示器。 每个线程都有一个单独，独立的程序计数器。程序计数器是唯一一个没有 OutOfMemoryError 的区域。

• 虚拟机栈
  描述 java 方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接，方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

栈帧随着方法调用而创建，随着方法结束而销毁。无论方法是否正常完成亦或是异常，都被视为方法结束。

• 本地方法栈
  本地方法栈与虚拟机栈作用类似，虚拟机栈为虚拟机执行 java 方法服务，而本地方法栈则为虚拟机使用 Native 方法服务。

线程共享区域随着虚拟机的 “启动/关闭” 而 “创建/销毁”

• 堆
  Java 堆被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。Java 堆是来及回收器管理的主要区域。
  Java 堆可以细分成：新生代与老年代。
  Java 对可以处于物理上不连续的内存空间中，只需要逻辑上连续。

• 方法区
  方法区忧郁哥别名：Non-Heap（非堆）其用于存被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译器变异后的代码等。

• 运行时常量池
  运行时常量池是方法区的一部分。Class 文件中除了有类的版
  本、字段、方法、接口等描述等信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。
  

Java 对从 GC 的角度可以被细分为：新生代和老年代。

• 新生代
  一般占据堆的 1/3 空间，用来存放新生的对象。
  新生代可分成 Eden，From Survivor，To Survivor 三个区域。
  新生代会频繁的出发 GC 进行垃圾回收。
  新生代主要采用GC 复制算法。

  • Eden
    Java 新对象的出生地。当内存不够时，会出发 GC 操作进行垃圾回收。如果新对象占用的内存很大，可直接分配到老年代区域。

  • From Survivor
    当 Eden 区满时，还存活的对象将被复制到 From Survivor。当进行复制操作后，此时 From Survivor 就成了 Survivor To。

  • Survivor To
    当进行 GC 操作时，存活的对象将从 Eden 和 From Survivor 区域复制到 Survivor To，此时 Survivor To 就变成了了 From Survivor 。

• 老年代
  老年代主要存放生命周期较长的对象。
  老年代内存不会频繁的 GC 执行。
  老年代主要采用标记-清除算法。

对象存活的判断

• 引用计数法
  给对象添加一个引用计数器，每一次被引用，计数器 +1，当引用失效，计数器 -1，当计数器为 0，该对象将不可能再被使用，即这个对象可以被回收了。

• 可达性分析算法
  通过一些列 “GC roots” 的对象作为起始点，从这个节点开始向下搜索，如果一个对象到 GC roots 没有任何应用链相连，则证明对象不可达，即对象不可用。

垃圾回收算法

• GC 复制算法：新生代

1. Eden 与 From Survivor 区域中还存活的对象（年龄达到存活标准的对象）复制到 Survivor To 区域，同时将对象的年龄 +1。如果对象的年龄达到了老年代的标准，就将存活的对象复制到老年代。
2. 清空 Eden 和 From Survivor。
3. 将 From Survivor 与 Survivor To 的名称互换。原先的 From Survivor （内存被清除，内存为空）变成 Survivor To，而 Survivor To 变成了 From Survivor。

• 标记-清除算法

该算法分为两个阶段：标记和清除。第一步是将内存区域的死亡对象进行标记，然后再对所有被标记的对象进行清除。这个算法会导致内存验证的碎片化。

• 标记-整理算法：老年代

该算法分为三个阶段：标记，移动和清除。第一步是将内存区域的死亡对象进行标记，然后将所有被标记的对象移动到内存的一段，最后再对所有被标记的对象进行清除。