深入理解JVM内存模型：栈、堆、方法区与垃圾回收

"jvm内存模型个人笔记" Java虚拟机（JVM）内存模型是Java运行时数据区域的架构，它负责管理和处理程序的运行时数据。以下是对标题和描述中涉及的知识点的详细说明： 1. **JVM内存模型：** JVM内存模型主要包含五个基本部分： - **栈（Stack）**：每个线程都有自己的栈，用于存储局部变量表、操作栈、动态链接和方法出口等信息。每次方法调用时，栈帧会入栈，方法结束时出栈。 - **本地方法栈（Native Method Stack）**：类似于栈，但用于执行本地（Native）方法，即非Java语言编写的代码。 - **程序计数器（Program Counter Register）**：记录当前线程执行的字节码的地址，每个线程都有自己的计数器，执行Native方法时计数器为空。 - **堆（Heap）**：是JVM中最大的一块内存，所有线程共享，用于存储对象实例。堆被分为不同的代，如年轻代（Young Generation）、老年代（Old Generation），以适应不同生命周期的对象。如果堆空间不足，会触发OutOfMemoryError（OOM）异常。 - **方法区（Method Area）**：在Java 8之前称为永久代（Permanent Generation），在Java 8及以后版本称为元空间（Metaspace）。它存储已加载的类信息、常量、静态变量和即时编译后的代码。 2. **垃圾收集（GC）：** - **分代回收**：将堆内存划分为不同年代，如年轻代（包括 Eden 和两个Survivor区）和老年代，使用不同的垃圾收集策略。年轻代通常使用复制算法，老年代常用标记-清除或标记-整理算法。 - **回收器实现**：主要有串行回收器、并行回收器、并发标记扫描（CMS）、G1垃圾收集器和ZGC等。这些回收器有不同的性能特性和适用场景。 3. **类加载机制：** - **双亲委派模型**：类加载器在加载类时，首先将请求传递给其父类加载器，只有当父类加载器无法加载时，子类加载器才会尝试加载。这种机制防止了类的重复加载，并保护了核心API不受篡改。 - **类加载器层次**：Bootstartp类加载器（最顶级）、Extension类加载器、System类加载器（也称应用类加载器）以及自定义类加载器。 4. **Java内存模型（JMM）：** JMM规定了多线程环境下如何访问共享变量，确保线程安全。它提供了以下保证： - **原子性（Atomicity）**：通过锁或者CAS操作保证，使得一个操作要么全部完成，要么不开始。 - **可见性（Visibility）**：使用volatile关键字可以确保一个线程对变量的修改对其他线程可见。 - **有序性（Ordering）**：通过内存屏障来限制指令重排序，保证特定的顺序执行。 JMM定义了八种操作来控制主内存和工作内存之间的交互： - lock（锁定） - unlock（解锁） - read（读取） - load（载入） - use（使用） - assign（赋值） - store（存储） - write（写入） 这些操作保证了线程间的正确通信和同步，防止出现数据不一致的情况。