jvm內存區域

前言：jvm是java的底層，是全部java框架的底層，凡事需深刻現象看本質，知曉其原理才能更好的作上層開發。

1、jvm的體系結構

類裝載器classloader：用來裝載.class文件

執行引擎：執行字節碼，或者執行本地方法

運行時數據區（這個就是本章討論的重點）：方法區、虛擬機棧、本地方法棧、堆、程序計數器  

2、運行時數據區

一、程序計數器：能夠當作當前線程所執行的字節碼的行號指示器（ 線程私有）

二、 java虛擬機棧：存放基本數據類型、對象引用類型（線程私有）

三、本地方法棧：存放本地（native）方法相關信息

四、方法區：存放已被虛擬機加載的類型信息、常量、靜態變量、及時編譯器編譯後額代碼緩存等數據

五、堆：對象實例及數組

3、對象的內存佈局

對象在堆內存的存儲佈局能夠分爲三個部分：對象頭、實例數據、填充數據（保證對象大小都是8字節的整數倍）

Hotspot虛擬機對象的對象頭中包括兩類信息：第一類是用於存儲對象自身的運行時的數據，如hashcode、gc分代年齡、鎖狀態標誌、線程持有的鎖、偏向線程id、偏向時間戳，這些被稱爲Mark Word，另外一類是類型指針（經過其判斷是哪一個類的實例）

4、垃圾收集（GC）

顯然，不能全部對象一直在內存中存在，這樣不停有新對象，內存就會爆掉，全部須要進行GC，而在進行GC的時候，咱們首先就須要判斷哪些對象存活，哪些對象已死，下面就介紹常見的2種算法判斷對象已死

一、引用計數算法（python）

在對象中添加一個引用計數器，每當有一個地方引用它時，計數器就加一；當引用失效時，計數器就減一；任什麼時候刻計數器爲零的對象就是不可能再被使用的（這個算法看似很好，實則否則，當出現對象循環引用時就很難解決）

二、可達性分析（java、c#）

經過一系列稱爲"GC Roots"的根對象做爲起始節點，根據其引用關係向下搜索，搜索過程所走過的路徑被稱爲「引用鏈」，當一個對象到GC Roots之間沒有任何引用鏈，可斷定爲可回收對象，不過這個時候不會直接回收掉，需進行第一次標記，隨後再經過一次篩選，篩選的條件就是此對象是否有必要執行finalize（），加入對象沒有覆蓋finalize（），或者已經執行過一次，這認爲此對象能夠被回收了。

常見的GC Roots：當前或者的線程所引用的對象、方法區的靜態變量、常量

三、引用的分類

引用分爲如下四類：強引用、軟引用、弱引用、虛引用

其中強引用就是咱們普通的new對象，只要強引用關係還存在，就不會被回收

軟引用，被軟引用的對象在系統進行下下次GC則回收

弱引用，被弱引用的對象在系統進行下次GC則回收

虛引用，徹底無影響對象生存時間，GC時會收到系統通知，就是一個對象存活的監控

5、垃圾收集算法

一、標記-清除算法

首先標記出須要回收的對象，在標記完成後，同一回收（顯然會效率低、內存碎片化）

二、標記-複製算法

將可用內存劃分爲等大小2塊，當一塊快用完了，將其或者的對象按順序移到另外一塊上（顯然浪費空間）

三、標記-整理算法

首先標記全部可回收對象，而後將其存活的對象都放一塊兒，其餘位置清掉

四、分代收集算法

分代是基於把堆分紅如下3個部分的

新生代：通常狀況下，全部新生成的對象首先放在新生代，新生代又分爲Eden區域和兩個Survivor(survivor0、suirvivor1)區，大部分對象在Eden區生成

老年代：存放的都是些生命週期較長的對象，在新生代中經歷了屢次垃圾回收仍然存活的對象就放入老年代

元空間：存放靜態文件，如java類、方法

新生代採用標記複製算法，老年代採用標記整理算法

6、經典垃圾收集器

一、Serial收集器

看其名字便知道其爲單線程收集器，單線程收集器比較大的一個問題就是，會Stop the world，就是停掉正常工做的全部線程。

serial收集器中，對新生代採用標記複製算法，對老年代採用標記整理算法

二、ParNew收集器

多線程Serial收集器

三、CMS收集器

分四個步驟初始標記（STW）、併發標記、從新標記、併發清除（STW）

缺點：併發處理、致使應用程序變慢 且CMS收集器是基於標記清除的，會形成內存碎片化

四、G1收集器

大體分四個步驟初始標記、併發標記、最終標記、篩選回收

除併發標記外，其餘步驟均STW

篩選回收：任意選擇多個Region區進行GC，將一個Region區活着的對象放入空的Region區

G1經過把堆分紅多個相對獨立的區域，並行的選擇性回收，兼顧STW與吞吐量，基於標記-複製算法