JVM内存模型及垃圾回收

定义

通俗的来讲，jvm主要分为5个部分  程序计数器、虚拟机枝、本地方法枝、 Java 堆、 方法区， 引用大佬总结的概括程序计数器用于存放下一条运行的指令，虚拟机栈和本地方法栈用于存放函数调用堆栈信息， Java 堆用于存放 Java 程序运行时所需的对象等数据，方法区用于存放程序的类元数据信息 。 

       

程序计数器: 是一块很小的内存空间，每个线程私有，可以看作当前线程程序执行的字节码的行号提示器。

栈： 线程私有存储空间，访问速度仅次于寄存器，栈里面的存储单位为，栈帧， 栈帧对应着方法， 存放着方法的 局部变量表，操作数栈，常量池引用，方法返回地址。

本地方法栈：用于管理本地方法的调用，本地方法一般都是由C语言编写，调用本地方法，都会使用本地方法栈， 而不是像 自己定义的方法那样在虚拟机的栈中创建栈帧，而是java栈动态连接到本地方法栈。

方法区:   线程之间共享的，储存类的类型信息，常量池，方法信息，JIT编译后的代码等数据等， jdk1.7后  对方法区，的位置都由改变， jdk 1.7以前， 常量池在永久代中， 从1.7 以后就搬入到堆中， 方便对其进行垃圾回收， jdk1.8以后永久代就被元空间取代；

堆： 所有线程之间共享的，首先是默认分为 新生代和老年代，默认占比是1:2，新生代有分为eden区和survivor（分为 from 和to） 默认比例为 8:1；

垃圾回收算法

垃圾标记算法有，引用计数法，和根搜索算法(可达性分析)等，常见的垃圾收集算法有 标记-清除算法( Mark-Sweep ),复制算法(Copying ),标记-整理算法(Mark-Compact )

引用计数法

引用计数法（ Reference Counting）在 GC 执行垃圾回收之前，首先需要区分出内存中哪些
是存活对象，哪些是已经死亡的对象。只有被标记为己经死亡的对象， GC 才会在执行垃圾回
收时，释放掉其所占用的内存空间 ， 因此这个过程我们可以称为垃圾标记阶段。

对于对象A来说，只要有任意一个对象引用了A,A的引用计数器就加1， 当引用失效时，计数器就减一，当对象A的计数器的值为0时，就可以被回收，  但是有个明显的问题，当存在对象A,对象B,它们之间互相引用，导致引用计数都不为0，就不能被删除掉。

根搜索算法

以根对象集合为起始点，按照从上至下的方式搜索被根对象集合所连接的目标对象是否可达（使用根搜索算法后，内存中
的存活对象都会被根对象集合直接或间接连接着），如果目标对象不可达，就意味着该对象己经死亡，便可以将其标记为垃圾对象。在根搜索算法中，只有能够被根对象集合直接或者间接连接的对象才是存活对象， 当对象被标记为不可达，并不意味着会被马上清除掉，一个对象的死亡，至少要经历两次标记过程。 第一次是执行对象的finalize()将对象放入F-Queue 中， 之后再进行一次判断，才会被清除掉

当对象放入F-queue时候，只要将对象，与任何引用关联上，就可以使对象重新存活，

public class FinalizeEscapeGC {
    public static FinalizeEscapeGC SAVE_HOOK = null;
    public void isAlive() {
        System.out.println("yes, i am still alive");
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("finalize mehtod executed!");
        FinalizeEscapeGC.SAVE_HOOK = this;
    }

    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        SAVE_HOOK = new FinalizeEscapeGC();
        //对象第一次成功拯救自己      　
        SAVE_HOOK = null;
        System.gc();
        // 因为Finalizer方法优先级很低，暂停0.5秒，以等待它      　
        Thread.sleep(500);
        if (SAVE_HOOK != null) {
            SAVE_HOOK.isAlive();
        } else {
            System.out.println("no, i am dead");
        }
        // 下面这段代码与上面的完全相同，但是这次自救却失败了      　
        SAVE_HOOK = null;
        System.gc();
        // 因为Finalizer方法优先级很低，暂停0.5秒，以等待它      　
        Thread.sleep(500);
        if (SAVE_HOOK != null) {
            SAVE_HOOK.isAlive();
        } else {
            System.out.println("no, i am dead");
        }
    }
}

（对象的finalize方法只会被执行一次，第二次对象就没有被放入到F-queue 直接被回收了）执行的结果为：

finalize mehtod executed!
yes, i am still alive
no, i am dead

标记-清除算法

算法分为“标记”和“清除”两个阶段：首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象。

复制算法

它将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

标记-整理算法

标记过程仍然与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动整理压缩，然后直接清理掉端边界以外的内存。

 

增量算法

垃圾回收的过程都需要暂停应用程序，如果垃圾回收暂停了很长时间，就会影响用户的体验，因此增量算法的思想，就是用多线程的方式，一边进行标记-清除，复制，清理垃圾， 一边执行应用程序， 这样就减少了系统的停顿时间；

分代收集算法

将堆细分为年轻代，和老年代，根据不同代中对象的使用情况不用， 分别使用不同垃圾收集器， 年轻代中，对象大多数属于朝生夕死的，使用效率较高的复制算法， 老年代对象大多是都是经历过多次垃圾回收幸存的对象， 在加上老年代回收性价要比年轻代低，使用标记整理算法。（看到分代收集器，是不是突然明白了，为啥jvm的堆，要分为年轻代，老年代，年轻代 有为啥有两个survivor区 ）

 

博客笔记，参考了 《深入理解JVM ＆ G1 GC》和 《深入理解Java虚拟机_JVM高级特性与最佳实践》  安利一下