JVM内存及GC回收

清疚 2023-02-25 08:38 39阅读 0赞

# JVM体系结构概述 #

#### 1）、简述 ####

JVM——操作系统——硬件体系  
PS：安卓（jvm+linux内核）  
Classfile——类装载子系统（入口）——运行时数据区——执行引擎（出口）——本地方法接口——本地方法库

#### 2）、三种JVM（java规范） ####

①Sun公司的HotSpot（被Oracle收购）  
②BEA公司的JRockit（被Oracle收购）  
③IBM公司的J9 VM

# 运行时数据区 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1_size_16_color_FFFFFF_t_70]

#### 1）、方法区 ####

是堆的一个逻辑部分，但其还有个别名（Non-Heap）  
所有线程共享  
存储已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、运行时常量池  
即编译器编译后产生的数据等  
JVM虚拟机停下来进行回收

#### 2）、Java栈 ####

存储局部变量+实例方法，局部变量表存放了编译器可知长度的各种基本类型、对象引用（堆中地址）  
方法执行完，自动释放，不存在垃圾回收问题  
栈帧：本地变量、栈操作、栈帧数据

#### 3）、本地方法栈 ####

本地方法接口、本地方法库（ddl）  
Native Method Stack登记native方法，在Execution Engine执行时加载本地方法库  
启动线程和进程时，由操作系统控制

#### 4）、Heap堆 ####

一个JVM只存在一个堆内存，其大小可以调节。类加载器读取类文件后，需要把类方法、常变量存放到堆内存中，保存所有引用类型的真实信息，方便执行器执行

**逻辑上三部分（Java7之前）**：  
新生区（Young/New）、养老区（Old/Tenure）、永久区（Perm）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
①新生区分为：  
**Eden**（伊甸区，大小占比：8）、 **Survivor 0**（1）、**Survivor 1**（1）（from/to区）

Eden区满了经历**MinorGC**，幸存者存储到Survivor 0，再满将Eden和S0有效存储到S1，S0和Eden进行清空；再满将Eden和S1有效存储到S0，S1和Eden进行清空，默认反复15次  
Ps：当Eden区的幸存者过多时，会直接进入养老区

②进入养老区（链接池、线程池等）  
养老区满时，触发FullGC，清理不了会报java.lang.OutOfMemoryError

③永久区（和新生区及养老区无直接关联）  
常驻内存区域，存放JDK自身携带的Class、Interface等，运行环境必需信息  
不会被垃圾回收回收掉

**堆结构在jdk版本迭代下的变化**  
Jdk1.6及之前：有永久代，常量池在方法区  
Jdk1.7：有永久代，已逐步“去永久代”，常量池在堆  
Jdk1.8及以后：无永久代，常量池在元空间（方法区）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

#### 5）、程序计数器（PC寄存器） ####

每个线程都私有一个程序计数器（指针），指向方法区中的方法字节码（用来存储  
指向下一条指令的地址)，由执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间，自动释放

#### 6）、JVM参数调优 ####

①默认为：内存/64~~~~~内存/4  
查看内存：Runtime.getRuntime().maxMemory()/totalMemory()  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
②调节并打印内存：-Xms大小 -Xmx大小 -XX:+PrintGCDetails  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
Tips：MAT插件（Eclipse插件）可分析dump文件，定位内存泄漏  
使用-Xms大小 -Xmx大小 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 来产生dump文件  
使用IDEA时，需设置dump文件位置 -XX:HeapDumpPath=路径

# GC回收（分代收集算法） #

#### 1）、引用计数法（被淘汰） ####

需维护计数器，较难处理循环引用

#### 2）、复制算法（Copying） ####

年轻代Minor GC使用，默认15次，可通过-XX:MaxTenuringThreshold来设定  
效率高、无内存碎片，需要双倍空间（需存活率较低）

#### 3）、标记清除（Mark-Sweep） ####

老年代FullGC，标记（对存活对象标记），清除（扫描，回收未标记对象）  
不需要额外空间、但需扫描两次，产生内存碎片  
Ps：执行标记清除时，需暂时停止功能（避免刚进入恰好标记完，未被标记的对象清除）

#### 4）、标记压缩（Mark-Compact） ####

老年代FullGC，标记（对存活对象标记），压缩（将存活对象转移到连续内存）  
效率不高，需暂时停止功能

#### 5）、标记清除压缩（Mark-Sweep-Compact） ####

结合Mark-Sweep和Mark-Compact

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230209/fa482cb129164aeb969c503c1a8cecbe.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200711154740392.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200711154351310.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200711155636554.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020071116005838.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxODkxODA1,size_16,color_FFFFFF,t_70