JVM系列-JVM内存区域与GC机制

JVM内存区域

了解Java GC之前，必须先搞清楚JVM中内存区域的划分。

 

JVM内存区域图

 

JVM中内存区域大致可分为如上图所示几大区域。其中：

堆区

JVM只有一个堆，堆区是JVM内存管理中最大的一块，也是GC主要工作区域，是线程共享的。堆区的主要作用是存储对象实例，一般来说，所有的对象都在堆上分配内存。

方法区

JVM方法区又称静态区，存放所有的class和静态变量、final常量。在HotSpot虚拟机中也被称为永生代，线程共享。

虚拟机栈

线程的每个方法在执行的同时都会创建一个栈桢，栈桢中存储的有局部变量表，操作站，动态链接，方法出口灯，当方法被调用时，栈桢在JVM栈中入栈，当方法执行结束的时候，栈桢出栈。
局部变量表中存储着方法的相关局部变量，包括各种基本数据类型，对象的引用，返回的地址等，在局部变量表中在编译是就已经确定好的，方法在运行时所需要分配的空间在栈桢中完全确定的，在方法生命周期内都不会改变。
虚拟机栈中会出现2种异常：StatckOverFlowError 和 OutOfMemoryError；当线程调用的栈深度大于虚拟机允许的最大深度，则抛出StatckOverFlowError，如无限递归，就容易出现这个问题。线程不断的申请内存空间，直至内存不足，会抛出OutOfMemoryError异常，如无限循环申请内存空间就会导致OOM异常。

本地方法栈

本地方法栈的作用和虚拟机栈很多方面都相同，唯一的区别是：虚拟机栈是执行Java方法的，而本地方法栈是执行native方法的。线程私有。
Java对一些底层操作系统或者某些硬件交换信息时，如何用Java来实现在效率上非常低，对于这类方法通常是使用其他语言实现，如C或者C++，我们可以使用System.loadLibrary()来调用Dll。

程序计数器

程序计数器记录着正在执行的虚拟机字节码指令地址，如果执行的本地方法，则程序计数器为Undefined，因为只保存当前指令的地址，所以不会存在内存溢出的问题，也是唯一一个没有定义OOM的区域。

JAVA GC 算法

Java GC（垃圾回收)机制是一种和垃圾回收的自动内存管理机制。GC机制对JVM中的内存进行标记，并确定哪些内存需要回收，根据一定的回收策略，自动的回收内存，保证JVM中的内存空间，防止出现内存泄露和溢出问题。

GC的评价标准

• 吞吐量
• 最大暂停时间（stop the world）
• 堆使用效率
• 访问的局部性

GC算法

在JAVA中GC算法主要分为3种，GC标记-清除算法、引用计数算法、GC复制算法，其他的GC算法多数都是以上GC算法的组合和应用。