[Java知识库]JVM知识梳理

JVM知识梳理

• 解析： 守护线程在后台运行，并不会阻止JVM终止。守护线程的子代也是守护线程。
  

• 解析(该解析大都是参考书上的P68页往后进行总结的)： JVM的内存结构包含五大区域：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈（随线程而生，随线程而灭。这三个内存分配和回收都兼备确定性，所以不考虑回收的问题）、堆、方法区

• 程序计数器：可以理解为当前线程所执行的字节码的行号指示器，线程私有，当执行java方法的时候他记录的是正在执行的虚拟机指令的地址，当为native方法时，为空

• 虚拟机栈：java线程执行的内存，线程私有

• 本地方法栈：为本地方法服务的，线程私有

• 堆：线程共享，存放对象实例

• 方法区：线程共享，存储被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量…

  • 运行时常量池：方法区的一部分，

首先，回收前我们必须确定那些对象可以回收、哪些不能回收，哪些暂时不能回收！这就用到判断对象是否存活的算法

1. 引用计数法（ Reference Counting）：这个方法JAVA现在不使用， 原理：在每个对象里面都加一个计数器，当对象被引用时计数器 + 1 引用失效的时候 -1 计数器为 0 的对象就是“已死” 的 对象 缺点就是无法解决对象之间相互循环引用的问题！

2. 可达性分析算法：从GC ROOT 到这个对象不可达时，则证明这个对象是不能再+使用的。可作为GC ROOT 的对象有以下几种：

   • 在虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象

   • 方法区中类静态属性引用的变量

   • 方法区中，常量引用的对象

   • 本地方法栈中Native引用的对象

     • java 虚拟机内部的引用…(具体详见P70）。

     算法思路：以GC ROOT 的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，走过的路径称为引用链（ Reference Chain ） 当一个对象到GC ROOT 时没有任何引用链就会被判”缓刑“，要想真正死亡需要经历两次标记，刚才所说的只是暂时标记了一次，第二次标记的时候系统需要判断该对象是否有必要执行一次finalize() 方法，如果对象没有覆盖，或者是已经调用了一次finalize（） 方法 那就判定为不用执行，这时候直接回收了

   3. 关于引用：四种：强引用（不会被回收）、软引用（引用那些，有用但是非必须的对象。栈溢出异常之前会回收软引用中的对象）、弱引用（也是非必须的对象，但是它更加弱，当垃圾收集机制开始时，弱引用中的对象都会被回收）、虚引用

   4. 回收方法区：回收的是废弃的常量和不再被引用的类型，废弃的常量很好理解，但是不再被引用的类型需要满足一下三个条件：

   5. 该类的所有的实例全部都已经被回收

   6. 该类的类加载器也被回收

   7. java.lang.Class 对象在任何地方都没有被引入

3. 常用的垃圾收集算法：
   2. 标记清除算法（Mark-Sweep）：可以标记存活对象，也可标记死亡对象。缺点就是容易产生大量的内存碎片

   3. 复制算法（Copying）：把内存区分成两部分，每次只是用其中的一部分，当这一部分用完之后，就会把还存活的对象复制到另一部分，然后把之前用的全部删了，这样就不容易产生内存碎片了，当然缺点也是显而易见，他的效率很低
   
   4. 标记整理算法（Mark-compact）：类似Mark-Sweep ，他也会进行标记，但是标记之后他不会立马去清除可回收的对象，而是先把存活的对象都向一端进行移动，然后再清理掉边界以外的内存
   
   5. 分代收集理论：Eden 、Young Generation （Minor GC）、Old Generation（Magor GC） 。 
      
      Eden ： from survivor ：to survivor  =   8 ：1：1
      
      大部分的对象都是在Eden区生成。回收的时候先把Eden区存活的对象复制到from survivor区，然后清空Eden。当from survivor区里面存满的时候，from survivor区和Eden区存活的对象会被复制到to区，然后清空，最后交换to survivor和from survivor，保持 to survivor是空的。to survivor要是也满了的话，会把to survivor中的对象存到老年区，老年代也满了的话就触发 FULL GC ——新生代、老年代都回收
      
   GC什么时候被触发：一般来说，当新对象生成，向Eden区申请空间失败的时候就会触发Scavenge GC，清楚非存活对象，并把存活对象移到from survivor区，因为大部分的对象都是从eden开始的，所以垃圾回收比较频繁，所以需要效率高的回收算法
   

   6. 常见的垃圾收集器

      1. Serial 收集器：串行回收；他是单线程的回收器；使用复制算法，有STW机制 优势：简单而高， 是client级别默认的GC方式 新生代单线程回收器
      2. Serial Old 执行老年代垃圾回收， 标记压缩算法 单线程
      3. ParNew 并行回收 Serial 多线程版本 处理新生代垃圾回收 复制算法 STW 机制
      4. Parallel Scavenge 回收器 ：吞吐量优先 自适应调节策略 复制算法、并行回收 SWT机制 是server级别默认采用的GC方式
      5. Parallel Old 用来替换 Serial Old 标记压缩 并行回收 SWT
      6. CMS （Concurrent - Mark - Sweep）：低延迟 ，并发收集器，让垃圾收集线程和用户线程同时工作 JAVA8 默认回收器 标记清除算法 STW机制 老年代收集器 在G1 出现前CMS 还是比较广泛的。JDK 9 +被标记成废弃
      7. G 1 区域化分代式 ：G1 目标 在延迟可控的情况下，获得尽可能高的吞吐量

对象的创建过程：

? java虚拟机遇到new指令的时候，他会先检查指令参数是否在常量池中定位到一个类的引用，并检查这个符号所引用代表的类是否被加载、解析、初始化，如果没有那就先执行类加载过程。———检查中…——— 》》》》检查通过之后就是分配堆内存空间（空间大小在类加载完之后就会被确定）。引出两种分配内存的方式：1. 指针碰撞（内存规整，只移动指针就行） 2. 空闲列表（内存不规整，虚拟机需要维护一个列表，记录哪些是可用的内存，并划分给对象） 内存是否规整又取决于垃圾回收器是否带有空间压缩整理 的能决定———内存分配中…————》》》分配完之后，虚拟机将分配的空间初始化零值（不包括对象头） 然后intit（）初始化方法