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柚子快報激活碼778899分享：JVM專題

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虛擬機

虛擬機及其構(gòu)成

虛擬機指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運行在一個完全隔離環(huán)境中的完整計算機系統(tǒng)。Java虛擬機對字節(jié)碼進行解釋生成對應平臺的機器碼并執(zhí)行。Java虛擬機是Java跨平臺的重要原因。

Java虛擬機在執(zhí)行Java程序的過程中會把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個不同的數(shù)據(jù)區(qū)域。

主要包括類加載器、運行時數(shù)據(jù)區(qū)、執(zhí)行引擎、本地方法接口、本地方法庫、垃圾回收器。其中重點關(guān)注的運行時數(shù)據(jù)區(qū)，又可細分為方法區(qū)、堆區(qū)、虛擬機棧、本地方法棧、程序計數(shù)器，其中方法區(qū)和堆區(qū)為進程的所有子線程共享，其它的為線程獨有。

類加載器

負責把class文件裝載到內(nèi)存中，供虛擬機執(zhí)行。

執(zhí)行引擎

負責執(zhí)行字節(jié)碼。

本地方法庫

本地方法（native方法）就是一個Java調(diào)用非Java代碼的接口。一個native方法是指該方法的實現(xiàn)由非Java語言實現(xiàn)，比如用C或C++實現(xiàn)。

本地方法庫接口

允許Java代碼使用以其他語言編寫的native本地方法庫。

垃圾回收器

回收無用對象所占用的內(nèi)存空間。

運行時數(shù)據(jù)區(qū)

JVM的核心區(qū)域，程序運行時的工作區(qū)域，數(shù)據(jù)加工處理的場所。下面進行重點說明。

運行時數(shù)據(jù)區(qū)

程序計數(shù)器

程序計數(shù)器是一塊較小的內(nèi)存空間，它的作用可以看作是當前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。每個線程都有一個獨立的程序計數(shù)器，各條線程之間的計數(shù)器互不影響，獨立存儲，是線程私有內(nèi)存。如果正在執(zhí)行Native方法，則這個計數(shù)器為空。

Java虛擬機棧(Java Virtal Machine Stack)

同樣也是屬于線程私有區(qū)域，每個線程在創(chuàng)建的時候都會創(chuàng)建一個虛擬機棧，生命周期與線程一致，線程退出時，線程的虛擬機棧也回收。虛擬機棧內(nèi)部保持一個個的棧幀，每次方法調(diào)用都會進行壓棧，JVM對棧幀的操作只有出棧和壓棧兩種，方法調(diào)用結(jié)束時會進行出棧操作。該區(qū)域存儲著局部變量表，編譯時期可知的各種基本類型數(shù)據(jù)、對象引用、方法出口等信息。

本地方法棧（Native Method Stack）

與虛擬機棧類似，本地方法棧是在調(diào)用本地方法時使用的棧，每個線程都有一個本地方法棧。

Java堆（heap）

Java堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域，因此很多時候也被稱為GC堆，Java堆是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，在虛擬機啟動時創(chuàng)建。此區(qū)域的唯一目的就是存放對象實例，幾乎所有對象的實例都在這分配內(nèi)存。

方法區(qū)

方法區(qū)和Java堆一樣，是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域，它用于存儲已被虛擬機加載的類信息（Class對象，反射機制中重點講授），常量，靜態(tài)變量，即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。

方法區(qū)是一種Java虛擬機的規(guī)范。由于方法區(qū)存儲的數(shù)據(jù)和堆中存儲的數(shù)據(jù)一致，實質(zhì)上也是堆，因此，在不同的JDK版本中方法區(qū)的實現(xiàn)方式不一樣。

堆內(nèi)存

堆內(nèi)存分為三部分

1.年輕代：Young

2.老年代：Tenured（Old）

3.永久代 PermGen? JDK8中變成元空間MetaSpace

擴展：內(nèi)存泄漏和內(nèi)存溢出內(nèi)存泄漏（Memory Leak）:對象所要做的事情完成了，希望他們會被回收掉。但如果還有對這個對象的其他引用，它是不會被回收的，它還會占用內(nèi)存。持續(xù)累加，內(nèi)存很快被耗盡。內(nèi)存溢出（out of memory）:指程序申請內(nèi)存時，沒有足夠的內(nèi)存供申請者使用。

方法區(qū)是虛擬機提出的一個規(guī)范。在具體的虛擬機中，比如我們常用的是Sun公司提供的Hotspot虛擬機，它是將堆中的永久代作為方法區(qū)去實現(xiàn)的。當然了，在JDK8.0及以后堆中沒有永久代了，使用了元空間來替代。元空間和之前永久代相比，元空間使用的是物理內(nèi)存，這樣的話它存儲的內(nèi)容就會多很多。很少能夠發(fā)生堆內(nèi)存溢出。

垃圾回收

概述

Java引入了垃圾回收機制(Garbage Collection)，令C++程序員最頭疼的內(nèi)存管理問題迎刃而解。Java程序員可以將更多的精力放到業(yè)務邏輯上而不是內(nèi)存管理工作上，大大的提高了開發(fā)效率。

不同類型的、不同版本的虛擬機有不同的垃圾回收器。各種垃圾回收器的回收算法也會有不同，表現(xiàn)各異。此處講解一種分代垃圾回收機制。

為什么要回收垃圾

堆內(nèi)存是用來存放對象和數(shù)據(jù)的。

如果我們創(chuàng)建的對象那個沒有得到及時回收，持續(xù)堆積，最后會導致堆空間被占滿，內(nèi)存溢出。

java給我們提供了垃圾回收機制，在后臺有一個守護進程，它會把堆空間中的垃圾進行回收，從而保證程序的正常運行。

怎樣判斷是垃圾

什么是垃圾呢？

所謂“垃圾”，就是指不用的對象，或者說不需要存活的對象。

常見的判斷是否存活有兩種方法：1.引用計數(shù)法??? 2.可達性分析

引用計數(shù)法：

為每一個創(chuàng)建的對象分配一個引用計數(shù)器，用來存儲該對象被引用的個數(shù)。當該個數(shù)為0，意味著沒有人引用該對象，就可以認為“對象死亡”。但是，這種方案存在嚴重的問題，就是無法檢測“循環(huán)引用”：比如，當兩個對象互相引用時，即使他倆都不被外界其他任何東西引用，它倆的引用計數(shù)都不為0，因此永遠不會被回收。而實際上對于開發(fā)者而言，這兩個對象已經(jīng)完全沒有用處了。? 因此，java里沒有采用這樣的方案來判定對象的“存活性”(Python采用的是引用計數(shù)法)。

public class Test1 {

??? public static void main(String[] args) {

??????? MyObject object1 = new MyObject(); ??????? MyObject object2 = new MyObject(); ??????? object1.object = object2; ??????? object2.object = object1; ??????? object1 = null; ??????? object2 = null; ??? } }class MyObject{

??? public Object object = null; }

最后面兩句將object1和object2賦值為null，也就是說object1和object2指向的對象已經(jīng)不可能再被訪問，但是由于它們互相引用對方，導致它們的引用計數(shù)都不為0，那么垃圾收集器就永遠不會回收它們。

可達性分析：

這種方案是目前主流語言里采用的對象存活性判斷方案。基本思路是把所有引用的對象想象成一棵樹，從樹的根節(jié)點GC Roots出發(fā)，持續(xù)遍歷找出所有連接的樹枝對象，這些對象被稱為“可達”對象，或“存活”對象。其余的對象則被視為“死亡”的“不可達”對象，或稱為“垃圾”。

參考下圖，object5,object6,object7便是不可達對象，視為“死亡狀態(tài)”，應該被垃圾回收器回收。

GC Roots是什么呢？

我們可以確定，GC Roots本身一定是可達的，這樣從它們出發(fā)遍歷到的對象才能保證一定可達。 java中有哪些對象是一定可達的呢？主要有以下4種：

1. 虛擬機棧中引用的對象

2. 方法區(qū)中靜態(tài)屬性引用的對象

3. 方法區(qū)中常量引用的對象

4. 本地方法棧中JNI引用的對象

大家需要知道有這么幾種類型的GC Roots，每次垃圾回收器都會從這些根節(jié)點開始遍歷尋找所有可達節(jié)點。