Java虚拟机初学习（二）

Java对象的内存布局

对象头
每个对象都有一个对象头，对象头包括两部分，标记信息和类型指针。
标记信息包括哈希值，锁信息，GC信息。类型指针指向这个对象的class。
两个信息分别占用8个字节，所以每个对象的额外内存为16个字节。很消耗内存。

压缩指针
为了减少类型指针的内存占用，将64位指针压缩至32位，进而节约内存。之前64位寻址，寻的是字节。现在32位寻址，寻的是变量。再加上内存对齐(补齐为8的倍数)，可以每次寻变量都以一定的规则寻找，并且一定可以找得到。

内存对齐
内存对齐的另一个好处是，使得CPU缓存行可以更好的实施。保证每个变量都只出现在一条缓存行中，不会出现跨行缓存。提高程序的执行效率。

字段重排序
更好的执行内存对齐标准，会调整字段在内存中的分布，达到方便寻址和节省空间的目的。

虚共享
当两个线程分别访问一个对象中的不同volatile字段，理论上是不涉及变量共享和同步要求的。但是如果两个volatile字段处于同一个CPU缓存行中，对其中一个volatile字段的写操作，会导致整个缓存行的写回和读取操作，进而影响到了另一个volatile变量，也就是实际上的共享问题。

@Contented注解
该注解就是用来解决虚共享问题的，被该注解标识的变量，会独占一个CPU缓存行。但也因此浪费了大量的内存空间。

垃圾回收

Java 虚拟机中的垃圾回收器采用可达性分析来探索所有存活的对象。它从一系列 GC Roots 出发，边标记边探索所有被引用的对象。为了防止在标记过程中堆栈的状态发生改变，Java 虚拟机采取安全点机制来实现 Stop-the-world 操作，暂停其他非垃圾回收线程。回收死亡对象的内存共有三种方式，分别为：会造成内存碎片的清除、性能开销较大的压缩、以及堆使用效率较低的复制。

Java 虚拟机将堆分为新生代和老年代，并且对不同代采用不同的垃圾回收算法。其中，新生代分为 Eden 区和两个大小一致的 Survivor 区，并且其中一个 Survivor 区是空的。在只针对新生代的 Minor GC 中，Eden 区和非空 Survivor 区的存活对象会被复制到空的 Survivor 区中，当 Survivor 区中的存活对象复制次数超过一定数值时，它将被晋升至老年代。因为 Minor GC 只针对新生代进行垃圾回收，所以在枚举 GC Roots 的时候，它需要考虑从老年代到新生代的引用。为了避免扫描整个老年代，Java 虚拟机引入了名为卡表的技术，大致地标出可能存在老年代到新生代引用的内存区域。

1、堆内存空间=年轻代+老年代
年轻代=Eden+from+to
年轻代用于分配新生的对象
Eden-通常用于存储新创建的对象，对内存空间是共享的，所以，直接在这里面划分空间需要进行同步from-当Eden区的空间耗尽时，JVM便会出发一次Minor GC 来收集新生代的垃圾，会把存活下来的对象放入Survivor区，也就是from区
注意，from和to是变动的to-指向的Survivor区是空的，用于当发生Minor GC 时，存储Eden和from区中的存活对象，然后再交换from和to指针，以保证下一次Minor GC 时to指向的Survivor区还是空的。
老年代-用于存储存活时间更久的对象，比如：15次Minor GC 还存活的对象就放入老年代中
2、堆内存分代后，会根据他们的不同特点来区别对待，进行垃圾回收的时候会使用不同的垃圾回收方式，针对新生代的垃圾回收器有如下三个：Serial、Parallel Scavenge、Parallel New，他们采用的都是标记-复制的垃圾回收算法。
针对老年代的垃圾回收器有如下三个：Serial Old 、Parallel Old 、CMS，他们使用的都是标记-整理的垃圾回收算法。
3、TLAB（Thread Local Allocation Buffer）-这个技术是用于解决多线程竞争堆内存分配问题的，核心原理是对分配一些连续的内存空间
4、卡表-用于解决减少老年代的全堆空间扫描