详解JVM和GC垃圾回收

文章目录

JVM架构图分析
- Java虚拟机运行时数据区
- 对象的创建方式有几种？
- 创建对象的过程
- 对象的访问定位
垃圾回收机制
- 如何判断一个对象是否可以回收
- 垃圾回收算法都有哪些？
- 对象分代
垃圾回收器
- CMS垃圾回收器
- G1垃圾收集器
类加载机制
- 类装载执行过程
- 类加载器有哪些？
- 双亲委派模型

JVM架构图分析

我们编写的代码是java源文件.java文件，经过编译器编译成字节码文件.class文件，通过类装载器装载进jvm内存区域。

Java虚拟机运行时数据区

程序计数器：当前线程的行号指示器，用来记录当前执行到代码的哪一行、

Java虚拟机栈：存局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等

本地方法栈：与虚拟机栈一样，只不过调用native服务

Java堆：存放数组，和对象实例，该区域线程共享

方法区：也叫永久代，存类信息，常量，静态变量。在jdk1.8取消了方法区，叫原空间，直接有直接内存管理

对象的创建方式有几种？

1 new关键字通过构造方法创建
2 Class的newInstance 构造方法
3 Constructor类的呢哇Instance 构造方法
4 clone
5 反序列化

创建对象的过程

new 判断类是否加载
分配内存指针碰撞，空闲列表
并发处理 CAS同步
初始化
init

对象的访问定位

直接指针：直接指向对象地址

句柄访问：指向指针的指针

在java堆中会维护一个句柄池，来装句柄，当对象发生改变的时候，只需要改变句柄池中的句柄就可以

垃圾回收机制

如何判断一个对象是否可以回收

1 引用计数器法：每个对象被引用一次，该对象的计数器加一，引用完计数器减一，到0 的时候可以被垃圾回收。
问题：对象之间相互引用，永远无法被垃圾回收

2可达性分析法：通过GCRoot形成一个引用链，只要是引用链可达的对象，就不会垃圾回收

垃圾回收算法都有哪些？

1 标记清除：先标记垃圾，然后对垃圾对象进行垃圾回收。
问题：产生内存碎片

2 标记整理：先标记垃圾，在对垃圾进行整理，不会产生内存碎片，但是降低了回收效率

3 复制算法：当一般空间满了的时候，就会把非垃圾回收对象复制到另一半内存，然后把那一半内存垃圾回收
问题：浪费一半的内存

4分代垃圾回收

对象分代

按存周期来分成年轻代，老年代，永久代

年轻代占3分一1 老年代占3分之2

年轻代分为三个区域，Eden，Survivor from ,Survivor to 默认比例是8：1：1

对象会被先分分配到Eden区，经过一次MinorGC进入from区，from和to区交换指针，对象年龄加1 ，对象到达15岁会进入老年代。

大对象Eden放不下，会直接进入老年代

垃圾回收器

一共有7种垃圾回收器

Serial(复制算法)：是年轻代单线程的垃圾回收器
ParNew(复制算法)：是年轻代多线程的垃圾回收器
Parallel Scavenge(复制算法)：多线程高吞吐，高cpu

SerialOld(标记整理):单线程，Serial老年代版本
ParallelOld(标记整理)：多线程，老年代
CMS（标记清除）：老年代并行收集器，追求最短停顿

G1收集器（标记整理）：整个堆垃圾回收器

CMS垃圾回收器

1 初始标记—》stop the world
2 并发标记 --》
3 重新标记 --》stop the world
4并发清除

G1垃圾收集器

G1将整个堆分称大小固定的独立区域（Region），跟踪这些区域的垃圾堆积程度，维护一个优先级队列，优先回收垃圾最多的区域

类加载机制

类装载方式：
1 隐式装载： new
2 显示装载： class.forName

类装载执行过程

1 加载：找到对应的class文件

2 验证：检查加载的class文件的正确性

3准备：给类中静态变量分配内存

4 解析：将常量池中的符号引用转化成直接引用

5 初始化：静态变量，静态代码块初始化

类加载器有哪些？

1 启动类加载器

2 扩展类加载器

3 系统类加载器

4 用户自定义加载器

双亲委派模型

接到加载请求的时候，自己先不去处理，交给自己的父类去处理，最顶层父类处理不了，再逐级向下加载。

1、防止重复加载同一个.class。通过委托去向上面问一问，加载过了，就不用再加载一遍。保证数据安全。
2、保证核心.class不能被篡改。通过委托方式，不会去篡改核心.clas，即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同一个.class对象了。不同的加载器加载同一个.class也不是同一个Class对象。这样保证了Class执行安全。