JVM-运行时数据区

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JVM运行时数据区构成

程序运行时，根据不同功能划分了不同的数据区。
一些区是程序启动后创建的，一些是线程创建后而创建的，即线程私有的。

程序计数器

线程私有。
每个线程都有一个PC，用于记录当前线程执行指令的地址。
通常是java程序是多线程的，若是只有一个内核运行情况下，一次只能运行一个线程，线程会来回切换执行。 当线程挂起时，需要pc来保存当前运行到指令的位置，以便在它重新启动时，能够根据pc的保存的位置继续执行。

Java栈区

线程私有。
线程启动时创建，当方法调用时会创建一个Stack Frame栈帧，用于存储本地变量以及部分结果，对于该栈的操作，只存在,方法调用时，入栈， 方法结束时出栈。

本地方法栈区

线程私有。
执行本地方法的栈区。

堆区

线程共有。
最常说的堆，用于存放对象实例，在虚拟机启动时就分配。
规范没有规定GC的配置，不过通常是这样划分的：

  • 新生代 young（1/3）
    • eden (8/10)
    • from (1/10)
    • to (1/10)
  • 老年代 old（2/3）

根据分代算法，实际可用的最大内存的为: eden + (from or to) + old = 9/10， 即最大占用90%的堆区

判断对象是否存活的算法：

  1. 引用计数
    对于每个对象，记录被引用的个数，若没有引用，则回收。缺点，无法解决引用循环的问题。
  2. 可达性分析方法 （根搜索方法） 通过一些GCRoot为节点对象开始，搜索通过的路径为引用链（ReferenceChain），若一个对象没有被引用链连接时，则回收。
    GC Root:
    • Java栈中的引用对象 （形参指向；方法中本地变量指向）
    • 本地方法栈的中引用的对象
    • 激活的线程
    • 被系统类加载器加载的Class对象
    • 用于线程同步的锁对象

垃圾回收算法

  1. 标记清除 将没有引用的内存块清除。 有碎片。

  2. 标记整理 将剩余的有引用的对象挪到另一端。解决碎片问题。效率低。

  3. 复制算法 将内存块一分为二，将存活的对象对象复制到另一边。 效率高，利用率低

  4. 分代算法 根据对象不同的存活的时间使用不同的方法： 新生代的from和to区使用复制算法，老年代使用标记整理算法
    新建对象放大到eden区，eden区满时，将存活的放到from，此后若是对象一直存活，则现在from和to往返，并记录其往返次数，达到一定次数时， 将该对象放到老年代。

    引用类型

    为了方便程序员，引用类型分了几种。

  5. 强引用 常见的，new一个对象，赋予一个变量，即该变量对该对象有一个强引用。
    宁愿内存满了，也会持有该引用，可能会导致OOM。

  6. 软引用 GC时，若是内存不够，则回收，内存够了，则继续保留。
    适用一些缓存的处理。

  7. 弱引用 若是GC时，该对象仅有弱引用，则回收。
    既可以通过该引用找到该变量，又不想干预其对象被回收。（既可得到了她的人，又不想对其负责的感觉）
    适用例子：ThreadLocal,WeakHashMap
    WeakHashMap，若是put(key,value)进去，若是除了该map对其key有引用之外，该key没有引用了，则应该回收key对象。 ThreadLocal变量作为线程私有，¡通过Thread中的ThreadLocalMap中获取，而在该ThreadLocalMap中的Entry中，其Entry

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    static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>>{   
       Object value;   
        ...
    }

    当使用完ThreadLocal变量， 在该ThreadLocalMap中，将Key设置为弱引用，防止用户将threadLocal=null，key内存泄漏。

    若是有一个线程私对象A，通过Thread()->ThreadLocalMap->Key->A来获取，
    在外部没有对A有引用的情况下，若是Entry是一个强引用，那么，线程不销毁，则A会一直存在。 当线程需要在线程池复用时，A就就不能被释放了。
    而 Entry就是一个弱引用，若是一个线程结束时，该线程私有的变量，Thread ->(Strong Reference) ThreadLocalMap ->(SoftReference) Entry -> Key
    可以看到若是不用WeakReference，则当线程结束结束后，该线程不能得到回收

  8. 虚引用 比弱引用更弱，不会对引用的对象造成影响，需配合ReferenceQueue使用。（本人没搞懂~）

JVM启动时可配置参数

  • -Xms 堆初始大小 -Xms256m
  • -Xmx 堆最大大小
  • -Xmn 堆中新生代的大小
  • -Xss 每个线程栈堆大小
  • …

方法区

线程共享
存储虚拟机加载类的信息，常量，静态变量。
JDK1.7之前，其大小固定，容易爆，之后可以动态分配了。

运行时常量池 Run-Time Constant Pool

这个区可以包括在方法区里面，是每个加载的Class或Interface私有的，其分配内存时机是当该Class类的实例对象创建时。（不是Class对象） 它包括了一些字面常量，field references域引用，必须在运行时解析。