java基礎之----jvm介紹

jvm體系結構

類裝載器：加載類文件到內存中，注意類文件並非.java文件，而是.class，是通過javac編譯事後的文件，那類加載器把類加載到內存中，類的元數據信息存在哪裏呢？答案是方法區中。可是類加載器並不負責執行，而是Execution Engine負責執行。

本地方法棧：本地方法的運行區，那什麼是本地方法呢？本地方法也即native方法，由於Java在剛發佈的時候，那時候是c和c++的世界，因此Java不得不做出一些妥協，兼容c和c++，因此咱們有時看Java代碼，若是是Java程序寫的咱們均可以點進去看看源代碼，可是若是碰到了本地本地方法就沒法點進去看源代碼了。

程序計數器：每一個方法運行的時候，jvm都須要知道這個方法中的字節碼運行到什麼位置了，來決定下一行運行什麼，那就會又一個記錄運行位置的計數器，其實就是一個指針，叫作程序計數器。

方法區：Java8中這個東東已經不存在了，在Java8中，在Java8之前叫作永久帶或者叫着方法區，永久帶是在Java的堆內存中的，因此Java8之前堆內存報OOM有兩種，第一種是「OutOfMemoryError:java heap size」，第二種是」OutOfMemoryError: PermGen space」，第二種其實就是永久帶堆內存溢出，那永久帶爲何會溢出呢？若是隻是存放一些類的元數據信息，不至於會內存溢出，真正的緣由是如今不少的Java程序中的不少類都是動態加載，而當動態加載的時候是在方法區中進行的，好比咱們常常在程序中使用的mysql驅動，就是動態加載的。Java8中爲了不這個問題，把元空間直接放到了內存中，理論上來講你內存多大，他均可以使用，不過有參數能夠限制。上面說了一大堆，那元空間中放的是什麼呢？放的是Java8原生自帶的jar包,好比rt.jar等，類的元數據信息，靜態變量，常量。方法區也是有垃圾回收的，GC發現某個類加載器再也不存活了，會把相關的空間整個回收掉。這個垃圾回收的機制是否是堆中的垃圾回收機制相同，不太清楚，沒有找到相關的資料。

棧：首先明白一點就是棧纔是程序的運行區，伴隨着程序運行的整個生命週期，當程序結束，棧中的數據也會隨之釋放。那棧裏面放的是什麼數據呢？棧裏面放的是棧幀。那棧幀又是什麼東東呢？棧幀就是存放方法運行時方法中的變量和方法的輸入輸出參數，棧的操做，包括出棧和入棧，類文件和方法。棧幀入棧的順序是怎麼的？你們都知道棧是符合「先進後出」的原則的。舉個例子，若是方法A調用了方法B，那方法A會先入棧，以後方法B在入棧，出棧順序恰好相反。以下圖：

 

堆：堆是用來存放對象的地方。下面就介紹一下堆的結構和垃圾回收機制：

 

上面是堆空間模型,堆上的GC分爲MinorGC和OldGC，其中MinorGC過程以下。

1. 首先當Eden元區滿的時候，會觸發第一次Young gc,把活着的對象複製到Survivor From區，當Eden區再次滿的時候，會同時掃描Eden和From區，把活着的對象所有複製到To區（若是To區中的對象的年齡達到老年代的標準會直接複製到老年區），同時把這些對象的年齡加1
2. 清空Eden和From區，誰空誰時To區
3. SurvivorFrom和ServivorTo互相交換，原來的ServivorFrom變成下次GC的To區，部分對象會在ServivorFrom和ServivorTo中來回複製15次（由JVM參數MaxTenuringThresholdz參數決定），若是對象仍然存活，會把這部分對象複製到Old區

常見的垃圾收集器參考這篇文章：https://crowhawk.github.io/2017/08/15/jvm_3/ 

如何判斷某個對象爲垃圾

引用計數法

目前主流的java虛擬機都摒棄掉了這種算法，最主要的緣由是它很難解決對象 之間相互循環引用的問題。儘管該算法執行效率很高。

例如：在testGC()方法中，對象objA和objB都有字段instance，賦值令objA.instance=objB及objB.instance=objA，除此以外這兩個對象再無任何引用，實際上這兩個對象都已經不能再被訪問，可是它們由於相互引用着對象方，異常它們的引用計數都不爲0，因而引用計數算法沒法通知GC收集器回收它們。

可達性分析算法

前主流的編程語言(java,C#等)的主流實現中,都是稱經過可達性分析(Reachability Analysis)來斷定對象是否存活的。這個算法的基本思路就是經過一系列的稱爲「GC Roots」的對象做爲起始點,從這些節點開始向下搜索,搜索所走過的路徑稱爲引用鏈(Reference Chain),當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連(用圖論的話來講,就是從GC Roots到這個對象不可達)時,則證實此對象是不可用的。以下圖所示，對象object 五、object 六、object 7雖然互相有關聯,可是它們到GC Roots是不可達的,因此它們將會被斷定爲是可回收的對象。 

經常使用的垃圾回收算法

複製算法

複製算法把內存分爲兩部分，兩部分大小相同，每次只使用其中一個。一塊內存用完後，把活着的對象複製到另外一塊內存，當前內存塊所有回收。這個算法不會產生內存碎片，可是可用內存明顯變少。複製算法把內存分爲兩部分，兩部分大小相同，每次只使用其中一個。一塊內存用完後，把活着的對象複製到另外一塊內存，當前內存塊所有回收。這個算法不會產生內存碎片，可是可用內存明顯變少。複製算法通常應用於新生代。

標記-清除算法

標記-清除算法分爲兩個階段：標記、清除。在標記階段，掃描並標記全部須要回收的對象；在清除階段，統一回收被標記的對象。這個算法的效率並不高，而且清除對象後會產生大量不連續的內存碎片。通常應用於老年代。

標記-整理算法

標記-整理算法與標記-清除算法相似，不一樣的是，不會直接對垃圾對象進行回收，而是把全部存活的對象都移動到一端，而後清理掉其餘部分。通常應用於老年代。

 

分代收集算法

參考：https://blog.csdn.net/en_joker/article/details/79737533