JVM内存模型和垃圾回收策略

内存模型结构：

• JVM内存模型主要有图中的5块组成：方法区、堆（这两块是线程共享的）、栈、本地方法栈、程序计数器（这三块是线程私有的）
  • 方法区：是线程共享的区域，用于存放类的模版信息、常量、静态变量、字段、方法等。具体实现：jdk1.7和之前都是永久代（Perm区），当永久代满了就会触发FullGC,影响整个系统。JDK1.8时取掉了永久代，改为了元空间(Metaspace)，元空间数据不再存放在JVM中而是存放到本地内存中。GC效率提高了。空间不足抛出OutOfMemoryError。
  • 堆：也是线程共享的区域，存放java类的实例。具体可分为新生代和老年代，新生代又包括Eden区、survivor0、survivor1区，是GC主要管理的区域。空间不足抛出OutOfMemoryError。
    • 为什么有两个survivor区？

      个人认为是复制算法决定的，需要一个空的内存区来存放存活的对象，这样才能清理数据碎片。

  • 栈：是线程私有区域。包括了局部变量区、操作数栈、动态链接、方法出口信息。栈中可以包含多个栈帧，即一个线程内的调用多个方法开辟多个栈空间。空间不足抛出*Error。
  • 本地方法栈：存放本地的C或C++方法。比如public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;这就是调用C编写的方法。
  • 程序计数器：因为CPU运行时会切换，需要记录每个线程执行的指令地址。
• 垃圾回收策略：*
  
• 垃圾对象判定标准：
  • 引用计数法：记录对象被引用的次数，引用一次加一，引用失效就减一，引用计数为0即为失效对象。目前新版本JDK不再使用，因为无法判断循环引用的对象是否过期。
  • 根搜索法：构建一个GCRoots为根的树，从根开始搜索，不在树中的即为失效对象。
• 垃圾回收算法：
  • 标记清除。对活跃对象标注，清除没有标注的对象。清除后空间内对象不再连续，会造成数据内存碎片的问题。
  • 复制。对活跃对象标注，复制到新的空间，再清空老空间的数据。虽然解决了数据碎片，但是清理时会消耗内存空间。
  • 标记整理。是对标记清除的优化，标记清除完数据，在对空间内的存活对象整理向前移动，使之连续。解决内存碎片的问题。
  • 分代回收。将JVM堆分为新生代和老年代，不同的代使用不同的回收算法。新生代因为失效的比较多，所以使用复制算法。老年代因为存活率比较高，而且占用空间大也没有额外的空间分配，所以采用标记清除和标记整理算法。

JVM垃圾回收器具体实现：

在生产环境一般在不同的代使用不同的垃圾回收器，图上显示不同回收器针对的内存代

• 并行垃圾回收器（Parallel Garbage Collector）

  • 年轻代垃圾回收器。使用复制算法。

• 并发标记扫描垃圾回收器（CMS Garbage Collector）

  • 老年代收集器。使用标记清除算法，GC可以和用户线程并发执行，牺牲了部分性能，减少停顿时间。缺点：GC时加重CPU压力影响性能，造成严重的内存碎片化。

• G1垃圾回收器（Garbage First Collector）

  • 使用标记整理+复制。JDK7正式发布，在JDK9中成为默认的垃圾回收器。手动设置：-XX:+UseG1GC。最主要就会有碎片整理的功能。其他的有时间深入研究下2333…

FullGC

FullGC发生的条件：

• 年老代（Tenured）被写满；

• 持久代（Perm）被写满；

• System.gc()被显示调用；

• 上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化；