深入解析Java JVM内存与垃圾回收机制

"JAVA核心知识点整理.pdf" Java作为一款广泛应用的编程语言，其核心知识点涵盖了JVM（Java Virtual Machine）、多线程并发处理、基础语法、Spring框架原理、微服务架构、Netty与RPC（Remote Procedure Call）、网络编程、日志管理、Zookeeper分布式协调服务以及Kafka消息队列等多个方面。下面我们将主要关注JVM的相关内容。 JVM是Java程序运行的基础，它负责解释执行字节码并提供了一个平台无关的运行环境。JVM内存区域分为多个部分，以支持不同功能： 1. 程序计数器：每个线程都有自己的程序计数器，用于存储当前线程执行的指令地址，切换线程时会保存和恢复该值。 2. 虚拟机栈：同样为线程私有，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接和方法出口等信息，每个方法调用对应一个栈帧。 3. 本地方法区：为Java Native Interface (JNI) 提供的内存区域，用于支持C/C++等本地方法的调用。 4. 堆：所有对象实例和数组都在堆上分配，是线程共享的内存区域，进行垃圾回收的主要区域。 5. 方法区（在Java 8后被元空间取代）：存储类信息、常量、静态变量等，也是线程共享的。 JVM运行时内存分为新生代、老年代和永久代（Java 8后为元空间）： - 新生代：主要用于存放新创建的对象，分为Eden区、SurvivorFrom区和SurvivorTo区。新生代对象经历多次Minor GC后若存活，将晋升至老年代。 - 老年代：存放生命周期较长的对象，当新生代无法容纳更多对象时，部分对象会被晋升至此区域。 - 永久代/元空间：存储类的元数据，如类信息、常量池等。 垃圾回收是JVM中的重要机制，用于自动释放不再使用的对象所占用的内存。主要有四种垃圾回收算法： 1. 引用计数法：简单但无法处理循环引用的问题。 2. 可达性分析：通过根节点来判断对象是否可达，是现代JVM主要采用的方法。 3. 标记清除算法：标记所有可到达对象，然后清除未被标记的对象，会产生碎片。 4. 复制算法：将内存分为两块，每次只使用一块，当一块满时，将存活对象复制到另一块并清空。 5. 标记整理算法：标记后，将所有存活对象移动到一端，然后清理另一端。 6. 分代收集算法：结合上述算法，对新生代和老年代分别进行垃圾回收。 垃圾收集器是实现垃圾回收策略的具体实体，常见的有： 1. Serial收集器：单线程工作，适用于轻量级应用或开发环境。 2. ParNew收集器：Serial收集器的多线程版本，常与CMS配合使用。 3. ParallelScavenge收集器：注重吞吐量，采用多线程复制算法。 4. SerialOld收集器：Serial收集器的老年代版本，适用于单CPU环境。 这些只是JVM内存管理和垃圾回收的冰山一角，实际操作中还需要结合具体的应用场景和性能需求来选择合适的配置和优化策略。对于多线程并发、Spring框架、微服务、Netty与RPC、网络、日志、Zookeeper和Kafka等其他知识点，它们各自都有丰富的理论和实践内容，构成了Java开发者必须掌握的核心技能。