深入理解Java JVM运行机制与内存管理

"JAVA核心知识点整理.pdf" Java是一种广泛使用的高级编程语言，其虚拟机（JVM）是其运行的基础。JVM是Java程序的执行环境，它负责解析字节码并将其转换为机器可执行的指令。在JVM内部，内存区域被划分为不同的部分，以满足不同类型的内存需求。 1. 程序计数器：每个线程都有自己的程序计数器，它是一个很小的内存区域，用于存储下一条要执行的指令的地址。当线程执行方法时，这个计数器会记录方法中的指令位置。 2. 虚拟机栈：同样为线程私有，用于存储栈帧，每个方法调用都会创建一个栈帧，包含局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。 3. 本地方法区：为支持Java Native Interface (JNI)调用本地（非Java）方法而设计，也属于线程私有。 4. 堆：这是JVM中最大的一块内存区域，所有对象实例和数组都创建在这里，是线程共享的。堆被进一步细分为新生代和老年代。 5. 方法区/永久代：存储类的信息，如类的加载器、常量池、字段和方法数据、方法代码等。在Java 8中，这部分被替换为元空间（Metaspace）。 6. 新生代：用于存放新创建的对象，分为Eden区、SurvivorFrom区和SurvivorTo区。Minor GC主要发生在新生代，通过复制算法进行垃圾回收。 - Eden区：大多数对象首先被分配到这里。 - SurvivorFrom和SurvivorTo：这两个区域交替作为幸存者空间，用于存放经过一次 Minor GC 后仍存活的对象，对象每次晋升年龄加1。 - Minor GC过程：从Eden和其中一个Survivor区复制存活对象到另一个Survivor区，然后清空原区域，两个Survivor区互换角色。 7. 老年代：存放经过多次Minor GC后依然存活的对象。当老年代空间不足时，会触发Major GC或Full GC。 8. 永久代/元数据区：在Java 8中，用来存储类的元数据，如方法、字段信息等，不再受限于固定大小，从而避免了内存溢出问题。 9. 垃圾回收与算法： - 引用计数法：简单但无法处理循环引用。 - 可达性分析：通过根节点集合来判断对象是否可达，是现代垃圾收集器的主要方法。 - 标记清除：标记所有存活对象，然后清除死亡对象，容易产生碎片。 - 复制算法：将存活对象复制到一块连续内存，简单高效，但需要额外空间。 - 标记整理：标记存活对象，然后将所有存活对象移动到一端，清理另一端。 - 分代收集算法：根据对象生命周期的不同，采用不同的垃圾回收策略。 10. Java四种引用类型： - 强引用：默认的引用，只要对象有强引用，就不会被垃圾收集。 - 软引用：在系统将要发生内存溢出之前，会清理软引用指向的对象。 - 弱引用：不会阻止对象被垃圾收集，只会在垃圾收集发生前被清除。 - 虚引用：仅用于通知对象被垃圾收集。 11. GC分代收集算法与分区收集算法： - 分代收集算法：针对不同生命周期的对象使用不同策略，新生代常用复制算法，老年代常用标记整理。 - 分区收集算法：将堆内存划分成多个小块，每块独立管理，可以提高并发性和减少停顿时间。 12. 垃圾收集器： - Serial：单线程，适合小内存应用，使用复制算法。 - ParNew：Serial的多线程版本，用于新生代。 - ParallelScavenge：优化吞吐量，多线程复制算法。 - SerialOld：Serial的旧生代版本，标记整理算法。 - ParallelOld：ParallelScavenge的老年代对应版本，同样优化吞吐量。 以上就是Java核心知识点中关于JVM内存结构、垃圾回收机制及其相关算法的概述，对于理解和优化Java应用程序的性能至关重要。