JVM、Gc工作机制详解

JVM主要包括四个部分：

类加载器（ClassLoad）
执行引擎
内存区：
本地方法接口：类似于jni调本地native方法

内存区包括四个部分:

1.方法区：包含了静态变量、常量池、构造函数等

2.Java堆：java实例或者是对象

3.Java栈：java栈总是和线程关联在一起，每当创建一个线程时，JVM就会为这个线程创建一个对应的java栈。在这个java栈中又会包含多个栈帧，每运行一个方法就创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操作栈、方法返回值等。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应一个栈帧在java栈中入栈到出栈的过程。所以java栈是现成私有的。

4.程序计数器：保存线程执行的内存地址

5.本地方法栈(Native Method Stack)：和java栈的作用差不多，只不过是为JVM使用到的native方法服务的。

内存分配

　　内存分配主要有3种方法：静态分配、栈式分配、堆式分配

　　静态分配：主要是静态存储区，存放静态变量、全局static数据和常量，在程序编译的时候就被分配，在整个程序运行的过程中都存在。

　　栈式分配：一般存放方法中的局部变量（基础数据类型和局部对象），方法执行结束后变量所持有的内存都会被释放，栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。

　　堆式分配：又称动态分配，一般是new出来的对象，会被gc回收。

垃圾检测、回收算法

垃圾检测的方法：

　　1.引用计数法：给一个对象添加引用计数器，每当有个地方引用它，计数器就加1；引用失效就减1，当计数器为0的时候就会被回收，但是这个方法有一个缺陷是如果两个对象互相引用，但是没有被其他的对象引用，那这两个对象肯定是垃圾对象，但是此刻的计数器不会为0，不会被回收。

　　2.可达性分析法：

　　这个算法的基本思路就是通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链（Reference Chain），当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连（用图论的话来说，就是从GC Roots到这个对象不可达）时，则证明此对象是不可用的。如图3-1所示，对象object 5、object 6、object 7虽然互相有关联，但是它们到GC Roots是不可达的，所以它们将会被判定为是可回收的对象。

　　在Java语言中，可作为GC Roots的对象包括下面几种：

　　　　1.虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象。

　　　　2.方法区中类静态属性引用的对象。

　　　　3.方法区中常量引用的对象。

　　　　4.本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象。

垃圾回收的算法：

　　1.标记清除：这种算法分为两个阶段，第一步是从根节点标记所有被引用的对象，第二步是从这个堆中清除其他未被引用的对象，这种算法有一个弊端是清除后的内存是不连续的，产生了很多的碎片。

　　2.复制：将内存划分为两个相等大小的区域，每次只使用其中的一个区域，将正在使用的对象复制到另外一片内存中，还可以进行相应的整理，这种算法的缺点是需要两倍的内存。

　　3.标记-整理：复制算法的高效性是建立在存活对象少、垃圾对象多的前提下的。这种情况在新生代经常发生，但是在老年代更常见的情况是大部分对象都是存活对象。如果依然使用复制算法，由于存活的对象较多，复制的成本也将很高。

　　标记-压缩算法是一种老年代的回收算法，它在标记-清除算法的基础上做了一些优化。首先也需要从根节点开始对所有可达对象做一次标记，但之后，它并不简单地清理未标记的对象，而是将所有的存活对象压缩到内存的一端。之后，清理边界外所有的空间。这种方法既避免了碎片的产生，又不需要两块相同的内存空间，因此，其性价比比较高。

　　4.分代收集算法：将对象按其生命周期的不同划分成：年轻代(Young Generation)、年老代(Old Generation)、持久代(Permanent Generation)。其中持久代主要存放的是类信息，所以与java对象的回收关系不大，与回收息息相关的是年轻代和年老代。