JVM自动内存管理机制

红太狼 2021-03-22 13:35 580阅读 0赞

**jdk1.6   sun hotspot**

**运行时数据区域**

**程序计数器**

1.  一块较小的内存空间，当前线程所执行的字节码的行号指示器。
2.  线程私有的内存
3.  可以认为是存储当前线程执行的字节码指令地址，配合cpu调度
4.  唯一一个在jvm规范中没有规定任何oom情况的区域

**Jvm Stacks**

1.  线程私有，生命周期同线程
2.  Java方法执行的内存模型，每一个方法被执行的时候都会创建一个栈帧
3.  **栈帧：**存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息
4.  每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程
5.  局部变量表
6.  这个区域，jvm规范中规定了两种异常：线程请求的栈深度超过虚拟机所允许的深度：stackoverflowError  虚拟机栈如果可以动态扩展，当扩展时无法申请到足够的内存 oom

**本地方法栈**

sun hotspot 中 本地方法栈和jvm栈合二为一

** java heap (堆)**

1.  一般堆是虚拟机所管理的内存中最大的一块
2.  Java堆是所有线程共享的一块区域，在虚拟机启动时创建，此内存区域的唯一目的就是存放对象实例。
3.  Java堆可以细分为：新生代和老年代；其中新生代又可细分为：Eden/From Survivor/To Survivor
4.  TLAB
5.  堆的这些划分目的是为了更好的回收内存，更快的分配内存
6.  设置堆大小的参数 –Xmx(最大空间)/-Xms(最小空间)/-Xmn(新生代空间)
7.  存在异常 oom

**方法区**

1.  线程共享的内存区域
2.  主要存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码
3.  永久代
4.  存在异常oom

**运行时常量池**

1.  方法区的一部分
2.  用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用
3.  存在异常oom

**直接内存**

**对象访问**

**      ** 句柄访问方式

指针访问方式

sun hotspot 采用指针访问方式

** 实战：oom**

**垃圾收集器与内存分配策略**

**对象存活**

**       引用计数算法**

**      **        　　宏观定义：jvm 会为对象维护一个引用计数，gc时根据对象的引用计数来判断是否回收该对象，该算法存在对象间互相引用，致使对象的计数大于0的现象，gc无法判　　　　　　　　　　　断对象是否可以被回收，这也是Java虚拟机未采用该算法的主要原因

**根搜索算法：**

Java中GC Roots对象

虚拟机栈中引用的对象

方法区中类静态属性引用的对象

方法区中常量引用的对象

本地方法中JNI引用的对象

概念：

从上叙GC Roots对象开始向下搜索，当一个对象到GCRoots没有任何引用链相连时，则此对象不可用。

** ****引用的概念**

**                    ** 强引用 软引用 弱引用 虚引用

**              回收方法区**

**                    ** 主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类

废弃常量：没有任何引用的常量

无用的类：所有实例都被回收；加载该类的ClassLoader已经被回收

该类对应的class对象没有在任何地方被引用

Jvm控制参数：-Xnoclassgc    设置

-verbose:class   –XX:+TraceClassLoading

–XX:+TraceClassUnLoading   查看

**垃圾收集算法**

**       标记-清除算法**

概念：标记所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有标记的对象，后续算法都是在弥补该算法的缺点而衍生出来的不同方式

缺点：

效率问题：标记和清除的效率都不高

空间问题：标记清除后会产生大量的内存碎片

**       复制算法**

**             ** 概念：将可用内存按照容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当被使用的这块内存用完了，就将存活的对象复制到另外一块上面，然后把先前的那块内存已　　　　　　　使用的空间一次性清理掉。

目前jvm的做法是：将堆内存新生代和老年代，其中新生代分为 eden和两块survivor空间，比例8：2；新生代采用的就是复制算法

**标记整理算法**

**             ** 概念：标记阶段同标记-清除算法，整理阶段：该算法是先让存活对象向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存

**　　分代收集算法**

概念：根据对象的存活周期的不同将内存划分为几块。例如jvm 堆分为新生代和老年代，根据各个代的特点采用以上具体的收集算法。

**垃圾收集器gc  hotspot  jvm 1.6u22**

**新生代**

**　　serial收集器**

**　　ParNew收集器**

**      　　** 摘要：Serial收集器的多线程版本

-XX:+UseConcMarkSweepGC的默认新生代gc

-XX:+UseParNewGC 强制指定新生代gc 为 ParNew GC

**　　Parallel Scavenge收集器**

**       　　**关注点不同于其他gc,其关注点是：达到一个可控制的吞吐量

-XX:MaxGCPauseMillis 最大垃圾收集停顿时间

-XX:GCTimeRatio 吞吐量大小

-XX:+UseAdaptiveSizePolicy  开启该设置可以不用关注其他一些gc策略细节参数比如：-Xmn，-XX:SurvivorRatio,-XX:PretenureSizeThreshold等

**老年代**

**　　Serial Old GC**

摘要：Serial GC 的老年代版本，单线程GC，采用 标记-整理算法

**　　Parallel Old GC**

**      　　** 摘要：该GC使用多线程和“标记-整理”，JDK1.6中才开始提供

**　　CMS GC (Concurrent Mark Sweep)**

**    　　  ** 摘要：一种为获取最短停顿时间为目标的收集器；采用 标记-清除

“浮动垃圾”：CMS清理阶段，用户线程产生的新的垃圾，这些垃圾在本次GC不会被清理掉

默认情况下：CMS在老年代使用了68%的空间后就会被激活，相应参数设置

-XX:+CMSInitiatingOccupancyFraction

缺点：a.CMS 对CPU资源非常敏感 CMS默认启动的回收线程数：（CPU数量+3）/4

b.CMS收集器无法处理浮动垃圾，可能出现“Concurrent Mode Failure”失败而导致另一个Full GC的产生。

c.CMS基于“标记-清除”算法实现，会产生大量的空间碎片

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection开关参数：在fullGC后 进行一次对片整理

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction  设置在执行多少次不压缩的GC后，跟着进行一次压缩。

**G1**

**　　G1收集器**

**       　　**摘要：基于“标记-整理”算法实现，非常精确地控制停顿，jdk1.6u14开始有测试版本

G1 将整个Java堆划分为多个固定的独立区域，并且跟踪这些区域种的垃圾堆积程度，在后台维护一个优先列表，每次根据允许的收集时间，优先回收垃圾最多的区域

**内存分配和回收策略**

**       对象优先在Eden分配**

**       大对象直接进入老年代**

**       长期存活的对象将进入老年代**

**       动态对象年龄判断**

**             ** 如果在survivor空间种相同年龄所有对象大小的总和大于survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象将会直接进入老年代

**       空间分配担保**

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