Android内存基础——Java内存管理机制

参考链接

参考资料1

背景介绍

• Java优势之一就是其具有垃圾回收机制。在大部分情况下，JVM的GC(垃圾回收器)能够帮助我们回那些不可到达的对象(就是未被引用的对象)。
• 当然，在一些情况下，我们仍然需要自己去释放内存(就是把对象置null，把容器、数组清空)，否则就会引起内存泄漏，内存泄漏严重时将容易引发OutOfMemoryError，详情见内存泄漏。
• 此外，由于GC会停止所有的线程，包括UI线程，所以频繁的GC必然会导致画面卡顿(Android中每16ms为一帧)，因此还应避免GC的频繁发生。一个导致GC频繁发生的原因就是内存抖动，点击链接看详情。
  
• 所以，理解Java的内存机制，有助于帮助我们在写代码的过程中避免内存泄漏。

基本概念

Java内存层级

Heap Segment

在Java8之后，Heap Segment真正意义上的是由Young Generiation和Old Generiation组成的。对象在其中是标记复制算法来判定一个对象是否应该被清理掉。
Heap Segment中发生的GC称为Major GC，只会影响Heap Segment区。

Young Generiation中的GC变化

• 当对象被创建后，首先会被加入eden区。当eden区满了之后，就会触发一次GC，存活下来的对象会被复制到survivor区。
• 当不为空的Survivor区满了，同样会触发一次GC。
• 当短时间内有大量对象创建和释放同样会造成内存抖动，会触发CG。
• 如图所示，survivor有两个区域，其中一个总是保持为空。
• 现假设两个Survivor区分别为S0，S1，并且首次GC时，eden区中存活的对象被复制到S0中。当再次发生GC时，S0和eden中仍然存活的对象就会被复制到空的S1中，此时S0为空；再次发生GC时，S1和eden中存活的对象将被复制到S0中，此时S1为空；再次发生GC…就是这样进行的。当一个对象被来回复制转移的次数达到阀值(默认为15次，可以通过使用-XX:MaxTenuringThreshold该命令来调整阀值)时，这个对象将被复制到Old Generiation区中，此时该对象将会变的相对安全，因为Old Segment区的GC频率相对较低。

Old Segment中的GC变化

• 该区域满了之后会触发一次GC，在该次GC中，一些年龄较大的对象会被清理掉。
• 若多次触发GC后，该区域仍然处于满的状态，则会抛出OutOfMemoryError。
• 以两种情况下，新建对象会被直接复制到该区域中:
  
  • 当新建对象所需要的内存大于1/2的单个survivor区内存时；
  • 当新建对象被该区中的对象引用时，或者引用了该区域中的对象。

总结

• Java内存块被划分为：Code Segment、DataSegment、StackSegment、Heap Segment，其中Heap Segment由于设计对象的创建与销毁，所以它应该重点关注的对象。
• Heap Segment又被划分为两块：Young Generiation和Old Generiation。
• Young Genertiation中又被划分为Eden区和两个Survivor区，对象在其中采用标记复制算法来判定一个对象是应该清理还是移到Old Generiation中。该内存区域发生GC的频率较高。
• Old Generiation发生GC的频率相对较低。当有大对象被创建，或者和该区域有关的对象被创建时，它将会被直接移动到该区域中。