java中JVM虛擬機內存模型詳細說明

　　以下是百分網小編為大家收集的java中JVM虛擬機內存模型詳細說明內容，歡迎閱讀學習!

　　JVM的內部結構如下圖：

　　java中JVM虛擬機內存模型詳細說明 - 天涯草 - 天涯草

　　一個優(yōu)秀Java程序員，必須了解Java內存模型、GC工作原理，以及如何優(yōu)化GC的性能、與GC進行有限的交互，有一些應用程序對性能要求較高，例如嵌入式系統(tǒng)、實時系統(tǒng)等，只有全面提升內存的管理效率，才能提高整個應用程序的性能。

　　本文將從JVM內存模型、GC工作原理，以及GC的幾個關鍵問題進行探討，從GC角度提高Java程序的性能。

　　1 java內存分為：

　　程序計數(shù)器(當前線程所執(zhí)行字節(jié)碼的行號指示器，字節(jié)碼解釋器要通過改變這個計數(shù)器的值來選擇下一條字節(jié)碼指令，分支、循環(huán)、異常處理等。每條線程都有一條獨立的程序計數(shù)器，屬于線程私有的內存區(qū))、

　　java虛擬機棧(也是線私有的，存儲局部變量、操作棧，每個方法執(zhí)行時創(chuàng)建一個棧幀，執(zhí)行過程就是棧的出棧入棧操作)、

　　本地方法棧(執(zhí)行native方法)、

　　年輕代堆(eden、from survivor、to survivor)、年老代堆(經過幾次垃圾回收，保存下來的)、

　　持久代堆(也叫方法區(qū)，保存常量池和類型數(shù)據(jù)信息，不會被回收)、

　　直接內存(使用native方法直接分配堆外內存，再通過堆內的DirectByteBuffer作為這塊內存的引用進行操作)

　　2 對象訪問有兩種：通過句柄池和直接通過指針，句柄池的好處是垃圾回收后，不需要改變對象引用，只要改變句柄引用;直接指針的好處是效率較高。

　　引用《深入java虛擬機第二章》

　　解釋了minor gc和major gc，和兩個survivor區(qū)之于復制收集算法的意義

　　3 jvm內存機制

　　java內存中的四種引用解析，強引用、弱引用、軟引用、虛引用

　　4 垃圾回收算法

　　4.1 引用計數(shù)，效率高，但是無法解決無用對象循環(huán)引用的問題。及時引用計數(shù)大于0，但卻不可用。

　　4.2 根對象可達，java虛擬機使用的方式�？梢宰鳛楦鶎ο蟮挠校禾摂M機棧幀中引用的對象，方法區(qū)中(持久區(qū))類靜態(tài)屬性引用的對象(類靜態(tài)屬性在創(chuàng)建實例之前就已經為這個屬性分配好空間，創(chuàng)建好實例，在所有的類實例中共享)，方法區(qū)中常量引用的對象(比如常量字符串)，本地方法棧中引用的對象(native方法)。

　　4.3 引用強度，強(即傳統(tǒng)理解的引用，obj=new obj())，軟(softReference，在內存溢出之前，GC會將這部分納入回收范圍，進行二次回收，如果還是沒有足夠內存，那么OOM)，弱(weakReference,一旦GC進行回收，無論內存是否充足都會被回收)，虛(有虛引用不會影響生命周期，無法通過虛引用來獲得一個對象，唯一作用是對象被回收時能得到一個系統(tǒng)通知，PhantomReference)

　　4.4 對象在回收之前會調用僅有一次finalize()，可以在finalize中自救，把自己被引用。只有當對象覆蓋finalize()方法才會被放入執(zhí)行finalize()的隊列。不建議使用這個，可以用try{} finally代替。

　　4.5 java回收算法

　　標記清除法，效率低下，會產生內存碎片。

　　復制收集算法，較為主流的算法，分區(qū)，eden,survivor，將未被回收的對象移動到survivor區(qū)，然后一次性清理eden區(qū)。這種算法適用于對象存活率不高的情況，要犧牲一部分分配空間，一般來說eden:survivor=8:1。

　　當對象存活率很高的時候，復制收集算法的效率會出現(xiàn)問題，所以有了標記-整理算法。把所有存活對象整理到一端，再把另一端直接清理掉。

　　分代算法，java內存一般都分為新生代和年老代，根據(jù)兩個區(qū)域對象存活率的特點，分別采用了復制-收集算法和標記-清理(標記-整理)算法。

　　4.6 垃圾收集器

　　serial收集器，單線程收集。很可惡，會停掉其他用戶線程。糟糕的用戶體驗。但是適用于client端，因為產生的垃圾量少，回收快，幾十毫秒解決。

　　parNew收集器，和serial一樣。區(qū)別是收集時采用多線程機制。

　　CMS收集器，可以讓收集線程和用戶線程并發(fā)執(zhí)行，可惜的是作為年老代的收集器，只能和上面兩個不靠譜的收集器一起配合使用。它是以最短停頓時間為目標的年老代收集器，使用mark-sweep算法(標記-清除)。回收步驟是初始標記(stop world),并發(fā)標記，重新標記(stop world)，并發(fā)清除。stop world的時間很短，所以可以認為是用戶線程并發(fā)的收集器。

　　parallel scavenge收集器，是并發(fā)收集器，可以和用戶線程并存�？梢酝ㄟ^參數(shù)控制吞吐量=用戶線程時間/(用戶時間+垃圾收集時間)，前臺程序適用低吞吐量，減少用戶操作每次停頓的時間;而后臺程序適用于高吞吐量，盡快完成后臺的計算。也稱作吞吐量優(yōu)先收集器。該收集器還能設置自適應模式，會根據(jù)實際情況動態(tài)調整吞吐量。

　　serial old收集器和serial一樣，用于年老代收集。使用標記整理算法。

　　parallel old收集器，用于和parallel scavenge配合使用的年老代收集器，是parallel scavenge的最佳搭檔。

　　G1(garbage first)收集器，最前沿的，jdk1.6進入試用期。采用標記-整理算法，并且對新生區(qū)分區(qū)，分區(qū)有不同的優(yōu)先級，優(yōu)先收集內存較滿的區(qū)域。有著很高的并發(fā)和較低的停頓，也算是敏捷的一種收集器。

　　5 基本經驗

　　minor gc是運行在新生代的gc，major GC是運行在年老代的GC，比minor慢十倍。

　　大對象很有可能直接進入年老代，程序中盡量避免短命大對象(數(shù)組、列表)。

　　一次minor沒被收集，從eden進入survivor，每過一次GC,survivor加一歲，直到N歲進入年老區(qū)。

　　根據(jù)GC的工作原理，我們可以通過一些技巧和方式，讓GC運行更加有效率，更加符合應用程序的要求。一些關于程序設計的幾點建議：

　　1)最基本的建議就是盡早釋放無用對象的引用。大多數(shù)程序員在使用臨時變量的時候，都是讓引用變量在退出活動域(scope)后，自動設置為 null.我們在使用這種方式時候，必須特別注意一些復雜的對象圖，例如數(shù)組，隊列，樹，圖等，這些對象之間有相互引用關系較為復雜。對于這類對象，GC 回收它們一般效率較低。如果程序允許，盡早將不用的引用對象賦為null，這樣可以加速GC的工作。

　　2)盡量少用finalize函數(shù)。finalize函數(shù)是Java提供給程序員一個釋放對象或資源的機會。但是，它會加大GC的工作量，因此盡量少采用finalize方式回收資源。

　　3)如果需要使用經常使用的圖片，可以使用soft應用類型。它可以盡可能將圖片保存在內存中，供程序調用，而不引起OutOfMemory.

　　4)注意集合數(shù)據(jù)類型，包括數(shù)組，樹，圖，鏈表等數(shù)據(jù)結構，這些數(shù)據(jù)結構對GC來說，回收更為復雜。另外，注意一些全局的變量，以及一些靜態(tài)變量。這些變量往往容易引起懸掛對象(dangling reference)，造成內存浪費。

　　5)當程序有一定的等待時間，程序員可以手動執(zhí)行System.gc()，通知GC運行，但是Java語言規(guī)范并不保證GC一定會執(zhí)行。使用增量式GC可以縮短Java程序的暫停時間。

【java中JVM虛擬機內存模型詳細說明】相關文章：

Java的內存模型09-22

java內存的詳細介紹06-04

Linux系統(tǒng)中JVM內存2GB上限的詳解09-03

Java虛擬機介紹07-12

Java內存回收07-17

java虛擬機的故障處理摘要09-25

Java虛擬機垃圾收集算法08-13

Java內存區(qū)域的使用詳解08-28

Java線程編程中的主線程詳細介紹09-05

Java虛擬機垃圾收集算法簡介09-15