大資料基礎篇----jvm的知識點歸納-5個區和記憶體回收機制

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一直對jvm看了又忘，忘了又看的。今天做一個筆記整理存放在這裡。

我們先看一下JVM的記憶體模型圖：

上面有5個區，這5個區幹嘛用的呢？

我們想象一個情境：

我們有一個class檔案，裡面有很多的類的定義是不是，類的定義放在什麼地方呢？類的定義就放在方法區裡面。

程式在運行時會產生很多的對象，比如LinkList等這些對象就存放在堆裡面。

棧：

我們的程式在運行時本質上就是啟動線程在運行，比如main函數就是一個主線程。一個main主線程可以有很多的子線程。

線程在工作就是執行我們的各種方法。方法裡面肯定有我們自己定義了一些局部的變數，比如我們在方法裡面new了一個對象，對象肯定是放在堆裡面的，但是對堆的引用我們就放在棧裡面。那麼棧就有問題了，我們一個程式有很多的線程，如果把所有的線程裡面的變數存放在一起，肯定有會有變數是重複的，衝突。所有不能放在一起。所以棧裡面是分線程來存放的。每一個線程都是自己的棧空間，線程私人的。堆是線程共用的。     

棧裡面有一個細節：

就是說一個棧空間是以不同的線程區分開來。每個線程有自己棧，每個線程裡面又會執行很多的方法，每一個方法對應一個棧幀：

每個方法執行時都會建立一個棧幀（Stack Frame）用語儲存局部變數表、運算元棧、動態連結、方法出口等資訊。從從可以看到，每個線程在執行一個方法時，都意味著有一個棧幀在當前線程對應的棧幀中入棧和出棧。

圖中可以看到每一個棧幀中都有局部變數表。局部變數表存放了編譯期間的各種基礎資料型別 (Elementary Data Type)，對象引用等資訊。

 

好了，我們看一下具體的東西：

本地方法棧（Native Stack）

         本地方法棧（Native Stack）與Java虛擬機器站（Java Stack）所發揮的作用非常相似，他們之間的區別在於虛擬機器棧為虛擬機器棧執行java方法（也就是位元組碼）服務，而本地方法棧則為使用到Native方法服務。

 

 堆（Heap）

         對於大多數應用來說，Java Heap是Java虛擬機器管理的記憶體的最大一塊，這塊地區隨著虛擬機器的啟動而建立。在實際的運用中，我們建立的對象和數組就是存放在堆裡面。如果你聽說安全執行緒的問題，就會很明確的知道Java Heap是一塊共用的地區，操作共用地區的成員就有了鎖和同步。在程式的運行中不斷地new 對象，就存在堆裡面。

         與Java Heap相關的還有Java的記憶體回收機制（GC）,Java Heap是記憶體回收行程管理的主要區域。程式猿所熟悉的新生代、老生代、永久代的概念就是在堆裡面，現在大多數的GC基本都採用了分代收集演算法。如果再細緻一點，Java Heap還有Eden空間，From Survivor空間,To Survivor空間等。

         Java Heap可以處於物理上不連續的記憶體空間中，只要邏輯上是連續的即可。

 

上面這張圖就是我們新生代，老年代的圖。涉及到記憶體回收機制。

我們來介紹一下記憶體回收機制：

剛開始時建立的對象都存放在Eden Sapce裡面（伊甸園，新生代），大家都無憂無慮的。然後呢 ，記憶體回收機制來了。先對生活在伊甸園的對象檢測一次，發現還有利用價值就把對象放在Survivor空間裡面的From Space，survivior空間分為兩塊，一塊是From Space，一塊是ToSapce空間。ToSpace空間是很少用的（就是用來做記憶體回收的挪動的）。然後記憶體回收機制對From Space的對象回收比如18次，還能倖存下來，就放在老年代裡面（Old Generation）。我們很奇怪，這裡的ToSpace是幹嘛用的。

好了我們來介紹下記憶體回收演算法：

有 兩種演算法。

1：對象A有沒有引用對象B.有引用就不是垃圾，這種方法有問題。A，B相互引用，就不能區分出是不是垃圾了。

2：根節點搜尋。從根節點往下搜尋。能搜尋到了就不是垃圾，不能搜尋到的，就是垃圾。

 

 

 這是由映射表記錄的，再詳細就不知道了。

 

 

對象其實就是一個方格：

如上，紅色是好的對象，黑色的是垃圾對象。

我們怎麼去回收黑色的對象呢：

方法一：標誌-清除：

直接把黑色的對象清除掉。

 

但是有一個問題：這樣清除掉的惡化，我的空間變得很零散。下次要放一個大的對象的話（必須是一個連續的空間）比如四個格子，就放不下去了。

 

方法二：標記整理：

 

 我只移動有用的：把紅色的有用的對象移動到白色的空白地方。但是造成的問題是：對在啟動並執行程式有影響。

 

方法三：

複製演算法：

預先存留一塊有用的的空間：那就是上文提到的ToSpace空間。

 

 在FromSpace空間中，記憶體回收機制把沒用的的對象標記成黑色的，然後把紅色的有用的對象都轉移到右邊的ToSpace空間，等到記憶體回收機制把左邊的黑色和紅色全部清除之後。再把右邊的ToSpace的那些紅色有用對象再移植到左邊的FromSpace空間。這樣就整齊了。

然後我們會想一個問題。那右邊給他預留這麼大的空間不是很浪費嗎？其實實際上右邊的空間不需要那麼大，只要一點點就夠了。如

 

因為我們的有用的對象（紅色的方塊）其實是很少的。很多個物件用好一次就不用了的。

 

  方法區（Method Area）

         方法區（Method Area）與堆（Java Heap）一樣，是各個線程共用的記憶體地區，它用於儲存虛擬機器載入的類資訊，常量，靜態變數，即時編譯器編譯後的代碼等資料。雖然Java虛擬機器規範把方法區描述為堆的一個邏輯部分，但是她卻有一個別名叫做非堆（Non-Heap）。分析下Java虛擬機器規範，之所以把方法區描述為堆的一個邏輯部分，應該覺得她們都是儲存資料的角度出發的。一個儲存物件資料（堆），一個儲存靜態資訊(方法區)。

         在上文中，我們看到堆中有新生代、老生代、永久代的描述。為什麼我們將新生代、老生代、永久代三個概念一起說，那是因為HotSpot虛擬機器的設計團隊選擇把GC分代收集擴充至方法區，或者說使用永久代來實現方法區而已。這樣HotSpot的垃圾收集器就能想管理Java堆一樣管理這部分記憶體。簡單點說就是HotSpot虛擬機器中記憶體模型的分代，其中新生代和老生代在堆中，永久代使用方法區實現。根據官方發布的路線圖資訊，現在也有放棄永久代並逐步採用Native Memory來實現方法區的規劃，在JDK1.7的HotSpot中，已經把原本放在永久代的字串常量池移出。

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