Jvm的组成、垃圾回收机制-Java基础

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-01-10 03:25 280阅读 0赞

1.  **Jvm的组成、垃圾回收机制**

**1.1 Jvm组成**

JVM有6个部分：JVM解释器、指令系统、寄存器、栈、存储区和碎片回收。

1）JVM解释器

虚拟机处理字段码的CPU。

2）指令系统

指令由操作码和操作数组成。

3）寄存器

JVM有自己的虚拟寄存器，可以快速的与JVM的解释器进行数据交换。

4）栈

指令执行时数据和信息存储的场所和控制中心，提供给JVM解释器运算所吸引的信息。

5）存储区

存储区分为两类：常量缓冲池（存取名称、方法和字段名、串常理）和方法区（Java方法的字节码）。

6）碎片回收

用过的java类的具体实例从内存进行回收，开发人员免去控制内存的麻烦。分代收集技术，利用对象在程序中生存的时间划分成代，以此为标准进行碎片回收。

**1.2 垃圾回收机制**

GC看对象是否活动确定是否收集对象。

**1）触发GC的条件**

GC在线程运行优先级最低，没有线程在运行时被调用。堆内存不足时GC会被调用，内存不足强制调用GC线程。如果还是不足会两次调用GC,如果还不足，将会报错”out of memory”,java应用将停止.

1.  Scavenge GC 新对象生成，在Eden申请空间失败，Eden区GC频繁。
2.  Full GC 对**整个堆**进行整理，包括Young、Tenured和Perm。较慢，使用次数应尽量减少。触发条件：1）年老代被写满；2）持久代被写满；3）System.gc()被显示调用；4）上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化。

**2）方法**

A. System.gc()方法 不管有哪种垃圾回收算法，都可以请求java垃圾回收。java -verbosegc classfile查看堆内存。

B. Finalize()方法 缺省机制来终止该对象心释放资源。protected void finalize() throws Throwable在finalize()方法返回之后，对象消失，垃圾收集开始执行。

使用Finalize()是存在着垃圾回收器不能处理的特殊情况，防止内存泄漏。

**1.3 减少GC开销的措施**

（1）不显示调用System.gc()。会增加间歇性停顿的次数，大大影响系统内存。

（2）减少临时对象的使用。临时对象在跳出函数调用会成为垃圾，减少使用，减少主GC的机会。

（3）对象不用时最好显示置为null。一般为null就要被处理，提高处理效率。

（4）尽量使用StringBuffer，而不用String来累加，每次改变就会创造新的对象。

（5）能使用基本类型Int,Long，就不用Integer、Long对象。最好使用基本变量。

（6）尽量减少使用静态对象变量。静态变量属于全局变量，不会被GC回收，会一直占用内存。

（7）分散对象创建或删除的时间。集中处理会导致大量需要内存，面对这种情况主GC频率会增加，会导致系统性能。

**1.4 对象在JVM堆区的状态**

（1）可触及状态。程序中还有变量引用，此对象为可触及状态。

（2）可复活状态。finalize方法内的代码有可能将对象转为可触及状态，否则对象转化为不可触及状态。

（3）不可触及状态，就被GC回收。

**1.5 常用垃圾收集器**

（1）标记-清楚收集器mark-Sweep

（2）复制收集器        Copying

（3）标记-压缩收集器 Mark-Compact

（4）分代收集器　　　Generational

**1.6 垃圾回收算法**

（1）tracing算法-标记清除

标记清除回收器。标记阶段用于标记需要回收的对象，清除阶段是把标记对象清楚。采用从根集合（GC Roots）进行扫描。

（2）Copying算法-复制

把内存容量分为大小相等的块，当一块内存用完了，还有存活着的对象复制到另一块当中，不容易出现内存碎片。从根集合（GC Roots）中扫描活动对象，并将每个 活动对象复制到空闲面。

（3）Compacting算法-标记整理

首先进行标记，标记完之后不是直接清理回收对象，而是移动到一端，然后清理到边界外的内存。成本高，但是解决了内存碎片的问题。

（4）Generation算法-分代收集

分代收集算法，常用算法。核心思想根据对象存活的生命周期将内存划分为若干不同的区域。分为老年代和新生代，老年代特点每次垃圾收集只有少量对象需要被回收，新生代特点是每次回收都有大量对象需要被回收，可以根据不同代的特点采取最适合的收集算法。

新生代：新创建的对象存放的位置。当对象从这块内存区域消失时，发生了一次“minor GC”。

老年代：被复制过来的年轻对象，GC发生的次数比年轻代少。major GC”（或“full GC”）发生。少量对象需要被回收。

**1.7** **JVM把内存划分成了如下几个区域**

1.方法区（Method Area）称为持久代，加载类信息、静态变量、构造函数、final定义的常量等，全局共享，执行GC情况少。超出大小会抛出OutOfMemory：permGen Space异常。运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分，用于存储编译器生成的常量和引用。

2.堆区（Heap）GC最频繁，所有线程共享，在虚拟机启动时候创建。注意存放对象实例及数组，new出来的对象都存储在该区域。

3.虚拟机栈（VM Stack）占用操作系统内存，一个线程对应一个虚拟机栈，线程私有，每个方法被执行时产生一个栈帧stack frame，存储局部变量，调用方法，栈帧入站，调用结束，出栈。局部变量表，存取方法相关局部变量，编译期间确定，运行时不再改变。

虚拟机栈异常有StackOverFlowError(栈溢出，线程调用栈深度大于虚拟机允许的深度)和OutOfMemoryError（内存溢出，一般不允许动态扩充，线程可以一直申请栈，直到内存不足，抛出该异常）。

4.本地方法栈（Native Method Stack）native方法的执行，存储了每个native方法的执行状态。

5.程序计数器（Program Counter Register）很小的内存区，在cpu上面，程序员无法操作它。作用时：JVM解释字节码.class文件时，存储当前线程执行的字节码的行号。改变程序计数器来取下一条指令、分支、循环等。其属于线程私有，与计数器一一对应。Java方法记录虚拟机字节码指令地址，native则计数器值为空。此内存不会抛出OutOfMemory.

**Android要不要手动调用System.gc()呢？**

陆奇：如果不懂产品，不可能成为一个好的工程师，不仅要动产品，还需要动商业，动生态，因为你的工作的责任是把需求，把平台、把开发流程、把你的团队为将来做准备。

上一节说了JVM的垃圾回收机制，那么Android要不要手动调用System.gc()呢？

在Android5.0之前，可以直接调用gc

public static void gc() \{

Runtime.getRuntime().gc();

在Android5.0之后，需要：

1）System.gc()和System.runFinalization()同时调用

2）直接调用Runtime.getRuntime().gc()

/\*\*  
     \* @android 5 之后调用 gc  
     \*/  
    private static boolean justRunFinalization;  
    //private static int lock = 0;  
    public static void gc()\{  
        boolean ifRunGC;  
        synchronized(lock)\{  
            ifRunGC = justRunFinalization;  
            if(ifRunGC)\{  
                justRunFinalization = false;  
            \}else\{  
                runGC = true;  
            \}  
        \}  
        if(ifRunGC)\{  
            Runtime.getRuntime().gc();  //只有当shouldRunGC为true时，才会真的去gc.shouldRunGC即justRanFinalization  
        \}  
    \}  
    public static void runFinalization()\{  //执行对象的finalize()方法  
        boolean ifRunGC;  
        synchronized(lock)\{            //只有runGC为true才会触发gc  
            ifRunGC = runGC;  
            runGC = false;  
        \}  
        if(ifRunGC)\{  
            Runtime.getRuntime().gc();  
        \}  
        Runtime.getRuntime().runFinalization();  
        synchronized(lock)\{  
            justRunDinalization = true;   //justRunDinalization才会赋值为true  
        \}  
    \}

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