谈谈java的内存模型

1. jvm

java中负责管理内存和垃圾回收等工作的东西：jvm我们称之为java虚拟机。简单来讲，就是jvm帮你管理你的内存分配与回收，不需要你去像c++中一样需要自己delete内存。

    需要注意的几点：

1. jvm只负责与内存相关的资源的管理，其他的不属于jvm的范畴，需要你自己去控制。

e.g.文件的读取操作中流的开启和关闭、数据库连接的释放等等，这些jvm不会管理，需要你自己显式地控制，否则会出现资源消耗的情况，最终导致系统崩溃。方法是：可以在finally块中显式地释放，无论如何finally块都会在内存资源被jvm回收之前获得执行，当然，这并不意味着可以明确gc的执行时间，gc是不能被程序员控制的！

2. 有了jvm的管理内存泄露的情况依然有可能会发生

很多初学者认为java自己管理gc，那么完全不必要担心内存泄露的情况发生，这是完全错误的认识。

我们看下面的一段模拟出栈的pop代码就发生了内存泄露：

public class Stack {
	
	Object[] stack;
	int top;

	public void pop(){
		top--;
	}
}

虽然top--之后我们不能再访问到已经被pop的元素，但是由于实际的对象仍然在stack数组中保存了引用，因此不会被gc回收，这样这段内存就处于这种状态：访问不到也不能回收，这就是内存泄露；一次两次是没有问题，但是当调用的次数很多的时候，内存会被一点一点得耗尽，直到系统崩溃。

正确的做法是：将stack数组的该引用指向null，让gc在随后回收实际的对象

public void pop(){
		stack[top] = null;
		top--;
	}

2. 堆和栈

jvm将java中的基本类型变量和对象的存储分为两个区域：堆区和栈区。

a. 栈区：

存放函数的临时变量，包括java的基本数据类型变量和指向对象的引用变量（这个比较难理解，说白了就是new对象的时候等号前面的那个变量）

b. 堆区：

存放java中的实际的对象（包括数组，数组也是一种对象，显然创建一个数组也是通过new出来的）。堆区对于程序员是不透明的，jvm不允许程序员直接访问堆区中的对象，而只能通过栈区中的引用对象通过引用的方法访问实际的对象，即从栈区的引用变量有一个指向堆区中的实际对象的“指针“。

jvm为什么要设立栈区和堆区之分？

这个问题我的理解是：

1. 为了效率（efficiency）。jvm的内存管理其实基于这样的一个事实：java程序的大部分对象或者变量都是短命的（即仅仅处于年轻代），而只有少量的对象或变量会进入持久代，还有极少数的对象生命周期更长，进入到了老年代。因此，设立栈区存放那些临时变量和基本数据类型，而在堆区中的对象则会进一步分成年轻代、持久代、老年代等，用不同的策略来实行高效的gc。

2. 为了安全。众所周知，c++中的指针式初学者的一个难题，很多有经验的码农遇到指针依然会出错。由于c++不是很熟，所以不能做过多的评价，不过记得空指针和野指针的问题应该是c++中的很容易出现的问题。在java中，通过引用变量的方式避免了类似的问题的发生，jvm拒绝程序员直接访问堆区中的对象，而必须通过栈区中的引用变量访问。

3. gc的机制

简单理解就是：引用标记算法，即gc计算堆中的对象是否有指向它的引用，如果有，那么就不会回收这个对象，否在就将对象放入到待回收区域，等待回收。如果在回收执行之前，对象又被重新引用了，那么它又会重新进入活动对象区，不会被回收了。

首先从stack和静态分配区的ref查找heap中对应的对象，如果没有ref就回收它

我们来看一个例子：

class X2{
    public X2 x;
    public static void main(String[] args){         
		X2 x2=new X2();        
		X2 x3=new X2();
        x2.x=x3;
        x3.x=x2;
        x2=new X2();
        x3=x2;
        doComplexStuff();
	}
}
after line 9 runs,how many objects are eligible for garbage collection?
A.0  B.1  C.2  D.3  E.4

在第8行之前，它的内存模型是这样的：

在第9行之后，它的内存模型变为：

于是之前的两块内存空间不再有ref，可以被gc了，所以答案应该是C：2个。