深入理解JAVA JVM内存与垃圾回收

"JAVA核心知识点整理" 在Java编程语言中，JVM（Java Virtual Machine）是至关重要的部分，它负责执行字节码并管理内存。本资料详细整理了JVM的各个方面，包括线程、内存区域以及垃圾回收机制。 首先，JVM内存区域分为几个关键部分： 1. **程序计数器**：每个线程都有自己的程序计数器，用于存储当前线程正在执行的Java方法的指令地址，如果线程执行的是Native方法，则计数器值为空。 2. **虚拟机栈**：同样线程私有，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、动态链接和方法出口等信息。 3. **本地方法栈**：与虚拟机栈类似，但服务于Java Native Interface (JNI) 方法，处理非Java语言的本地方法调用。 4. **堆**：线程共享，是所有对象实例和数组的存储区域。在Java 8之前，堆分为新生代和老年代；在Java 8及以后，堆内存被进一步细分为年轻代（包括Eden和两个Survivor区）和老年代。 5. **方法区/永久代**：存储类信息、常量、静态变量等，Java 8之后被元空间（Metaspace）取代，以减少对内存的限制。 接着，JVM运行时内存的结构如下： - **新生代**：包括Eden区、From Servicor区和To Servicor区，主要存放新创建的对象。Minor GC在此区域进行，通过复制算法将存活对象移到Survivor区，并更新对象年龄。 - **老年代**：存放长期存活的对象，当新生代对象经过多次 Minor GC 后仍然存活，会被晋升到老年代。 - **永久代/元空间**：存储类信息，与运行时数据区的其他部分不同，不直接参与垃圾回收。 垃圾回收（GC）是JVM自动管理内存的关键，主要目标是识别并回收不再使用的对象。GC算法主要包括： 1. **引用计数法**：简单但无法处理循环引用问题。 2. **可达性分析**：通过根集合遍历确定存活对象，是现代JVM的主要垃圾检测方式。 3. **标记清除算法**：标记所有存活对象，然后清除未标记的对象，会产生碎片。 4. **复制算法**：将存活对象复制到一块连续内存，避免碎片，但效率较低。 5. **标记整理算法**：标记后将存活对象向一端移动，然后清理另一端，适用于老年代。 6. **分代收集算法**：结合上述算法，针对不同代别使用不同的策略，如新生代使用复制算法，老年代用标记整理。 此外，Java提供了四种引用类型来控制对象的生命周期： 1. **强引用**：默认的引用类型，只要存在强引用，对象就不会被GC回收。 2. **软引用**：当内存不足时，会回收软引用指向的对象。 3. **弱引用**：任何时候只要GC运行，弱引用对象都会被回收。 4. **虚引用**：主要用于跟踪对象在垃圾回收过程中的状态，几乎不直接使用。 最后，GC的收集器有多种选择，如： 1. **Serial收集器**：单线程，适合小型应用或服务器的后台应用。 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**：追求高吞吐量，适用于CPU资源丰富的服务器环境。 4. **SerialOld收集器**：Serial收集器的老年代版本，采用标记整理算法。 这些知识点构成了Java开发中理解JVM和垃圾回收的基础，对于优化代码性能和避免内存泄漏至关重要。