JVM之运行时数据区

柔情只为你懂 2022-05-15 01:21 317阅读 0赞

**目录**

程序计数器

Java虚拟机栈

本地方法栈

堆

方法区

问题：

什么时候进行垃圾回收？

哪些内存需要回收？

哪些对象可以进入老年代？

垃圾回收算法？

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**Java运行时数据区结构如下：**

![70][]

存储数据：堆和方法区

存储指令：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈

## 程序计数器 ##

线程私有。

作用：记录当前线程所执行字节码的行号。

原因：在多线程情况下，由于是采用时间片轮转的执行方式，一次只能执行一个线程，因此需要记录上一个线程的行号，保护现场，以便恢复执行。在执行的方法是Java方法时是程序计数器中保存的是行号，在执行的是本地方法（底层C、C++），程序计数器的值是undefined。PC寄存器也是唯一的没有定义任何异常的内存空间。

## Java虚拟机栈 ##

可以使用XSS设置虚拟机栈的大小。

线程私有，每一个线程启动时都会创建一个Java虚拟机栈，生命周期和线程相同。

作用：先进后出的数据结构，存储当前线程运行方法时所需要的数据、指令及返回地址。

执行方法的过程就是栈帧入栈和出栈的过程，运行方法时会创建一个栈帧进行入栈，当方法执行结束时又会出栈。当入栈的深度超过规定时（-XSS可以指定深度），就会抛出StackOverFlow异常，特别注意递归的调用。

栈帧的结构：局部变量表、操作数栈等。

![70 1][]

局部变量表：用来存放方法中的局部变量和对象引用。

局部变量表的特点：①局部变量表的第一个数据是this引用。②局部变量表中的大小是在编译时就已经确定了的，局部变量越多的话，入栈的栈帧数量就会更少，即递归的次数就越少。③局部变量表中的槽位可以复用，当某个局部变量的作用域失效时，新的局部变量可以复用失效数据的槽位，而不必占用新的槽位，达到节省资源的目的。④局部变量表的访问方式是通过索引。

操作数栈：是Java虚拟机的工作空间，通常用于存储计算的中间变量，通过压栈和出栈操作访问。当需要计算数据时，首先从局部变量表中取出两个数据依次进入操作数栈，之后依次弹栈进行相加运算，再将结果压入操作数栈。之后弹出结果，将结果保存在局部变量表中。

## 本地方法栈 ##

执行本地方法,结构与虚拟机栈相同。

## 堆 ##

![70 2][]

**使用xms、xmx可以设置堆空间的大小**

线程共享的区域。主要用来存储对象。

堆分为新生代和老年代，新生代与老年代的比例为1:2(-XX:NewRatio可以设置)，即新生代占1/3的堆空间大小，老年代占用2/3的堆空间大小。其中新生代又分为1个Eden区和2个survivor区（from和to）比例为eden:from:to=8:1:1（可以通过-XX：SurvivorRatio来设定）。新生代实际可用的内存空间为90%，因为总有一块from或者to区域为空。当new一个对象时，对象首先分配在Eden,当Eden区的内存空间不足时，会进行一次MinorGC,要是Eden的对象还存活，它会被移动到其中的某个survior区（由于采用复制回收算法），每次经过一次GC，对象还存活，将它的年龄加1，默认到达15次之后，该对象会从新生代进入老年代。大对象（数组等）直接在分配时就进入老年代。当老年代内存不足的时候会进行一次FullGC，其中的一次FullGC也会伴随着一次MinorGC。

## 方法区 ##

线程共享的区域，保存类的信息、静态变量、常量池等。

## 问题： ##

### 什么时候进行垃圾回收？ ###

当新生代或老年代在分配对象内存空间不足时，进行GC。

### 哪些内存需要回收？ ###

根搜索算法判断对象不可达时就要进行回收。对象不可达：①从根开始没有到达该对象的引用②没有覆盖finallize方法或者已经执行过finallize方法，确认对象没有被复活。可以将这些内存空间回收。

### 哪些对象可以进入老年代？ ###

*  GC次数超多15次的对象可以晋升到老年代
 *  大对象直接可以进入老年代

新生代和老年代的算法？

新生代采用复制算法，老年代采用标记回收算法。

1个Eden区和2个survivor区，每次只用Eden区和其中的一个survivor区，当要回收内存时，会将正在使用的Eden区和from区的存活对象，复制到另一个to区中，之后将Eden和from区全部清除，当前工作内存设置位to。

新生代特点：对象生命周期短，存活对象少采用复制算法，性价比高。

老年代大多是存活对象，因此采用标记清除或者标记压缩，将存活的对象进行标记，未存活的对象进行回收。这种性价比高。

### 垃圾回收算法： ###

1.  引用计数法 缺点：无法解决互相引用
2.  标记清除法 缺点：内存碎片
3.  复制算法 缺点：内存减小了一半
4.  标记压缩法 即解决了内存碎片又解决了内存减半
5.  分代回收算法 新生代（复制）老年代（标记清除）

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