Java平臺與內存管理的學習筆記

Java的解釋執行

• Java解釋執行的對象是 .class 字節碼文件（由編譯器生成）

• Java字節碼的執行分三步：

  1. 代碼的裝入：由類加載器完成
  2. 代碼的校驗：由字節碼校驗器完成
  3. 代碼的執行

• Java字節碼的執行分兩類：

  1. 即時編譯方式：解釋器先將字節碼編譯成機器碼，然後再執行
  2. 解釋執行方式：每次解釋並執行一小段代碼，這也是常用的方式

JVM加載class文件

類只有被加載到JVM中才能運行執行程序，JVM會將編譯生成的字節碼文件按需求和規則加載到內存中，並組織成一個完整的JAVA應用程序。

• 類的加載方式主要由兩種：

  1. 隱式加載：當使用new等方式創建對象時，會隱式調用類的加載器
  2. 顯式加載：通過class.forName()方式來把所需的類加載到JVM中

• 類的加載器主要由三種：

  1. Bootstrap Loader : 負責加載系統類（jre/lib/rt.jar）
  2. ExtClassLoader: 負責加載擴展類（jar/lib/ext/*.jar）
  3. AppClassLoader: 負責加載應用類（classpath 指定的目錄或jar中的類）

  三種類加載使用委託的方式來工作，首先讓父類來加載，如果沒有對應的類，就交給子類來加載。
  上面寫的三種類加載器順序表示繼承的關係，Bootstrap是最底層的類，由c++語言實現。

GC（垃圾回收器）

• 主要完成三個任務：
  1. 分配內存
  2. 確保被引用的對象不被錯誤的回收
  3. 回收不被引用的對象
• 使用有向圖來記錄和管理堆內存中的所有對象
• 垃圾回收的算法：
  1. 引用計數算法：給對象增加一個引用計數器，被引用時加一，引用計數爲零就被回收，無法解決兩個對象互相引用的問題
  2. 追蹤回收算法：遍歷並標記有向圖的節點，未被標記的對象則可回收
  3. 壓縮回收算法：將活動對象移動到堆中的一端，簡化了碎片回收工作，但對性能影響較大
  4. 複製回收算法：將堆分爲兩個區域，當其中一個區域消耗完，就把活動對象複製到另一區域，
  5. 按代回收算法：把堆分爲多個子堆，每個子堆被視爲一代，優先回收年幼的對象，對象存活的越久，代數越高。

堆和棧的區別

棧

主要用來存放基本類型變量和引用變量
棧內存的管理主要通過壓棧和彈棧來實現，以棧幀爲基本單位來管理程序的調用關係

• 當程序調用時，以壓棧的方式創建棧幀
• 當程序返回時通過彈棧來釋放棧幀

堆

• 主要用來存放運行時創建的對象
• 一般通過new關鍵字創建的對象都在堆內存中
• 每個java程序都運行在一個jvm實例上，每個實例對應一個堆