JVM内存管理和垃圾回收

JAVA内存管理

最近复习了JAVA中的内存分配和垃圾回收，在此做个总结。

JAVA中的内存主要分为以下三种：永久存储区（方法区）、堆区和栈区。永久存储区存放的class类，主要包括类的静态变量和方法；堆区存放的是类对象，主要存放对象的成员变量，也是垃圾回收的对象；栈区存放的是基本类型变量和对象的引用。这三种内存不足时都会产生OutOfMemoryError。

补充：JAVA的常量池里面存放的对象有两种：final类型变量和直接声明的字符串常量。

String str1="abcde"；
存放在常量池里面。

String str2=new String("abcde")则存放在堆里面。

JAVA垃圾标记

JAVA能够对堆区内存进行自动垃圾回收。垃圾回收包括垃圾标记和垃圾回收。
垃圾标记有引用计数法和跟搜索算法。引用计数法是对每个对象设置一个引用计数器，当对象被引用时计数器加1，否则减1，当计数器为0时，就当做垃圾进行回收。它具有简单高效的特点。但是它不能解决对象互相引用的问题，也就是两个死亡的对象互相引用。
跟搜索算法是将一个跟对象集合作为跟，然后沿着引用路径对对象进行搜索，如果有对象不可达，则将这些对象作为垃圾进行回收，他能有效解决对象互相引用的问题，而且同样具有简单高效的特点。跟对象集合包含以下5个元素有：
1）JAVA栈中的对象引用
2）本地方法栈中的对象引用；
3）运行时常量池中的对象引用
4）方法区中类静态属性的对象引用
5）与一个类对应的唯一数据类型的class对象

JAVA垃圾回收

垃圾回收算法有标记-清除算法、复制算法、标记-压缩算法。
标记清除算法将垃圾回收分为两个阶段：垃圾标记和内存释放。特点：效率低下，会产生内存碎片。
复制算法的具体过程如下：
JAVA的堆区又分为新生代和老年代。新生代又可以分为eden区和to survivor、from survivor区，前者与后面两者之和的比例是8:1，当然这个比例是可以更改的。JAVA中不同的对象具有不同的生命周期，大部分对象的生命周期都非常短，但是有的对象的生命周期非常长，所以将生命周期短的对象存放在新生代中，生命周期长的存放在老年代中。而复制算法主要适用对象就是新生代内存。
当执行一次minor GC后，eden中存活并且还年轻的对象会被复制到to空间，已经经历过一次GC的存放在from空间中的对象如果还年轻的话也会被复制到to空间中。（以下两种情况不会被复制到to空间：1存活对象的年龄超过设定的阈值，会直接晋升到老年代；2to空间内存使用以满，也会直接晋升到老年代）当所有存活对象都复制到to空间后，剩余的对象就被当做垃圾对象进行回收，这就完成了一次minor GC。
执行完minor GC后，eden和from被清空，to空间内容就会和from空间进行互换。
对老年代的full GC垃圾回收主要采用标记压缩算法

JAVA垃圾收集器

概念：1）串行回收和并行回收
串行回收是同一时刻只允许一件事情发生，即使有多个CPU，也只有一个用于垃圾回收，client模式下常用此模式；并行回收同一时刻可以有多个CPU进行垃圾回收，主要用于多CPU工作情况。不过他们都是用复制算法和stop-the-world机制。
2）并发机制和stop-the-world机制
stop-the-world机制是执行回收时程序中所有的线程都被暂停。在新生代因为每次回收时间较短，所以暂停时间不会太长；但在老年代，每次full GC的时间比较长，如果采用此机制延迟时间非常长，就会早场灾难。并行回收是工作线程和垃圾收集线程同时运行或者交叉运行。
serial垃圾收集器：串行收集器，工作于新生代，采用复制算法、stop-the-world机制。适用于单CPU模式。serial old收集器作用于老年代，与前者唯一不同是回收算法是标记压缩算法。
PaiNew收集器是并行收集器，其他的与serial完全相同，可以理解为serial收集器的多线程版本。在单CPU模式中，此收集器因任务切换的原因，效率并不如serial收集器。
Parallel收集器与前者唯一不同是他可以控制程序的吞吐量大小。
CMS是作用于老年代的垃圾收集器，采用并行回收，最大优点是低延迟，采用的是标记压缩算法。