JVM 学习笔记（一）内存结构和垃圾回收过程分析

最新推荐文章于 2024-07-11 15:32:25 发布

yangliuhbhd

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分类专栏： JVM

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这篇博客详细介绍了JVM的内存结构，包括栈、堆、方法区、本地方法栈和程序计数器，并分析了Java对象的内存分配过程。文章还探讨了JVM中的共享数据空间，特别是堆内存的划分，如新生代、老年代和永久代，并讨论了不同类型的垃圾回收过程，如Minor GC、Major GC和Full GC。

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JVM 学习笔记（一）内存结构和垃圾回收过程分析

一、Java中的内存分配：

Java程序在运行时，需要在内存中的分配空间。为了提高运算效率，就对数据进行了不同空间的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。

具体划分为如下5个内存空间：（非常重要）

栈：存放局部变量
堆：存放所有new出来的东西
方法区：被虚拟机加载的类信息、常量、静态常量等。
程序计数器(和系统相关)
本地方法栈

1、虚拟机栈：

栈描述的是方法执行的内存模型。每个方法被调用都会创建一个栈帧(存储局部变量、操作数、方法出口等)
JVM为每个线程创建一个栈，用于存放该线程执行方法的信息(实际参数、局部变量等)
栈属于线程私有，不能实现线程间的共享!
栈的存储特性是“先进后出，后进先出”
栈是由系统自动分配，速度快!栈是一个连续的内存空间!
每一个方法对应一个栈帧，方法的参数，局部变量都放在栈帧
每一个线程都拥有一个栈空间，在线程中调用一个方法的时候就会启动一个栈帧，每一个栈帧中保存这个方法用到的局部变量。

2、堆：

堆用于存储创建好的对象和数组(数组也是对象)
JVM只有一个堆，被所有线程共享
堆是一个不连续的内存空间，分配灵活，速度慢!

3、方法区：

JVM只有一个方法区，被所有线程共享!
方法区实际也是堆，只是用于存储类、常量相关的信息!
用来存放程序中永远是不变或唯一的内容。(存储类信息【Class对象】、静态变量、静态方法、字符串常量等)

4、本地方法栈：

线程私有。本地方法栈和虚拟机栈所发挥的作用非常相似，它们之间的区别主要是，虚拟机栈是为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务的，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。与虚拟机栈类似，本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

5、程序计数器：

线程私有，记录当前线程执行的位置。程序计数器是一块较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。

二、在JVM中共享数据空间划分如下图所示：

1、JVM中堆内存空间分配:（共享空间）

新生代（Young Generation）：

新生代可以划分为三个区,Eden区（存放新生对象），

两个幸存区（From Survivor和To Survivor）（存放每次垃圾回收后存活的对象）

老年代（Old Generation）：经过多次GC后，对象没有被回收进入和new大对象直接放老年代，

永久代（Permanent Generation）:存储类信息【Class对象】、静态变量、静态方法、字符串常量等)

Eden：From Survivor:To Survivor=8:1:1

jvm内存比例设置：新生代:老年代=1:3 或者1:2

引用类型：强、软、弱、虚、

如何确定垃圾：

引用计数：
正向可达（当前确定垃圾的算法）：
从roots对象计算可以到达的对象

2、垃圾回收过程

1、新创建的对象，绝大多数都会存储在Eden中，

2、当Eden满了（达到一定比例）不能创建新对象，则触发垃圾回收（Minor GC），将无用对象清理掉，

然后剩余对象复制到某个Survivor中，如S1，同时清空Eden区

3、当Eden区再次满了，会将S1中的不能清空的对象存到另外一个Survivor中，如S2，

同时将Eden区中的不能清空的对象，也复制到S2中，保证Eden和S1，均被清空。

4、重复多次(默认15次)Survivor中没有被清理的对象，则会复制到老年代Old(Tenured)区中，则触发垃圾回收（Major GC）

5、当Old区满了，则会触发一个一次完整地垃圾回收（FullGC），

3、GC类型

Minor GC:

　　用于清理年轻代区域。Eden区满了就会触发一次Minor GC。清理无用对象，将有用对象复制到“Survivor1”、“Survivor2”区中(这两个区，大小空间也相同，同一时刻Survivor1和Survivor2只有一个在用，一个为空)

　　Major GC：

　　用于清理老年代区域。

　　Full GC：

　　用于清理年轻代、年老代区域。成本较高，会对系统性能产生影响。

三、java创建过程内存分配说明：

1、创建java类

class Computer {
    String brand;  //品牌
}
public class SxtStu {
    // field
    int id;
    String sname;
    int age;
    Computer comp;
    void study() {
        System.out.println("我正在学习！使用我们的电脑，"+comp.brand);
    }
    SxtStu() {
    }
    public static void main(String[] args) {
        SxtStu stu1 = new SxtStu();
        stu1.sname = "张三";
        Computer comp1 = new Computer();
        comp1.brand = "联想";
        stu1.comp = comp1;
        stu1.study();
    }
}