Java -- 深入浅出GC自动回收机制 - 阿呆哥哥

1,去年开春去美团和58同城面试的时候第一个问题基本上都是来说说 Java GC机制,当时年轻的我也很耿直,直接说不会,现在想想还是当时年轻啊。刚好这段时间被各大论坛的面试题刷屏,见到最多的也是也是这个问题,所以想来总结一下。

2,GC简单的了解

  GC :Garbage Collections 字面意思是垃圾回收器,释放垃圾占用的空间。让创建的对象不需要像c、c++那样delete、free掉 。对于c、c++的开发人员来说内存是开发人员分配的,也就是说还要对内存进行维护和释放。对于Java程序员来说,一个对象的内存分配是在虚拟机的自动内存分配机制的帮助下,不再需要为每一个new操作去写配对的delete/free代码,而且不容易出现内存泄露和内存溢出问题,但是,如果出现了内存泄露和内存溢出问题,而开发者又不了解虚拟机是怎么分配内存的话,那么定位错误和排除错误将是一件很困难的事情。(这里留一个问题给大家思考一下,在什么情况下会出现内存泄露和内存溢出问题)

  从上面的了解我们知道,内存的分配是在JVM虚拟机的自动内存分配机制下完成的,所以我们现在来简单的了解一下JVM的内存管理结构,如图:

  

Java -- 深入浅出GC自动回收机制 - 阿呆哥哥

JVM运行时数据区 ①程序计数器(Program Counter Register)   程序计数器是用于存储每个线程下一步将执行的JVM指令,如该方法为native的,则程序计数器中不存储任何信息 ②JVM栈(JVM Stack)   JVM栈是线程私有的,每个线程创建的同时都会创建JVM栈,JVM栈中存放的为当前线程中局部基本类型的变量(java中定义的八种基本类型:boolean、char、byte、short、int、long、float、double)、部分的返回结果以及Stack Frame,非基本类型的对象在JVM栈上仅存放一个指向堆上的地址 ③堆(heap)   它是JVM用来存储对象实例以及数组值的区域,可以认为Java中所有通过new创建的对象的内存都在此分配,Heap中的对象的内存需要等待GC进行回收。   (1)堆是JVM中所有线程共享的,因此在其上进行对象内存的分配均需要进行加锁,这也导致了new对象的开销是比较大的   (2)Sun Hotspot JVM为了提升对象内存分配的效率,对于所创建的线程都会分配一块独立的空间TLAB(Thread Local Allocation Buffer),其大小由JVM根据运行的情况计算而得,在TLAB上分配对象时不需要加锁,因此JVM在给线程的对象分配内存时会尽量的在TLAB上分配,在这种情况下JVM中分配对象内存的性能和C基本是一样高效的,但如果对象过大的话则仍然是直接使用堆空间分配   (3)TLAB仅作用于新生代的Eden Space,因此在编写Java程序时,通常多个小的对象比大的对象分配起来更加高效。 ④方法区(Method Area)   (1)在Sun JDK中这块区域对应的为PermanetGeneration,又称为持久代。   (2)方法区域存放了所加载的类的信息(名称、修饰符等)、类中的静态变量、类中定义为final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息,当开发人员在程序中通过Class对象中的getName、isInterface等方法来获取信息时,这些数据都来源于方法区域,同时方法区域也是全局共享的,在一定的条件下它也会被GC,当方法区域需要使用的内存超过其允许的大小时,会抛出OutOfMemory的错误信息。 ⑤本地方法栈(Native Method Stacks)   JVM采用本地方法栈来支持native方法的执行,此区域用于存储每个native方法调用的状态。 ⑥运行时常量池(Runtime Constant Pool)   存放的为类中的固定的常量信息、方法和Field的引用信息等,其空间从方法区域中分配。JVM在加载类时会为每个class分配一个独立的常量池,但是运行时常量池中的字符串常量池是全局共享的。

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