JVM内存管理（2）——自动内存管理机制

注：本文只是列出jvm内存中包含的知识点，具体理解还需另行查找。

[1] 垃圾收集

垃圾收集须要完成的3件事情以下：

1）哪些内存须要回收？

 java堆和方法区

2）何时回收？

 垃圾收集器在对堆进行回收前，第一件事就是要肯定这些对象之中哪些还存活着，哪些已经死去。判断的算法有如下几种：

①引用算法

   在对象中添加一个引用计数器，每当一个地方引用它时，计数器值就加1，当引用失效时，计数器值就减1，任什么时候刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。

  引用计数算法的实现简单，断定效率也很高，但它很难解决对象之间相互引用的问题，因此主流的Java迅疾里面没有选用引用计数算法来管理内存。

②可达性分析算法

 在主流的商用程序语言都是称可达性分析来断定对象是否存活的，这个算法的基本思路的经过一系列的称为“GC Roots”的对象做为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证实此对象是不可用的。但真正宣布一个对象死亡，至少要经历两次标记过程：若是对象在分析中没有可达的引用链，则会被第一次标记而且进行筛选。若是对象由finalize（）方法且未执行，则虚拟机会触发执行，若对象在此方法中从新与引用链上的任何一个对象关联上，则在第二次标记时便会被移除即将回收的集合。不然，就将真的回收。

以下图所示，object五、object6和object7就是不可用对象，会被断定为可回收对象。

 

在Java语言中，可做为GC Roots的对象包括下面几种：

1. 虚拟机栈中引用的对象

2. 方法区中类静态属性引用的对象。

3. 方法区中常量引用的对象

4. 本地方法栈中JNI引用的对象。

   2）如何回收？

   垃圾收集的算法有如下几种：

   ①标记-清除算法

   即算法分为标记和清除两个阶段：首先标记出全部须要回收的对象，在标记完成后统一回收全部被标记的对象。

   这是最基础的收集算法。不足地方有两个。一是效率不高，二是清除后会产生大量不连续的内存碎片。

   ②复制算法

      将可用的内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用一块。当这一块的内存用完了，就将还存活的对象复制到另外一块上面，而后再把已使用过的内存空间一次清理掉。算法实现简单，运行高效，但代价是将内存缩小为原来的一半。

     如今的商业虚拟机都采用这种算法来回收新生代，可是将内存分为一块较大的Eden空间和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden和一块Survivor空间，当回收时则把存活的对象复制到另外一块survivor空间上。HotSpot默认的Eden和Survivor的大小比例是8:1.

   ③标记-整理算法

     标记过程与“标记-清除”算法一致，而整理过程则将全部存活的对象都向一端移动，而后直接清理掉端边界之外的内存。

   ④分代收集算法

        通常将Java堆分为新生代和老年代。新生代中选用复制算法，而老年代采用“标记-清理”或“标记-整理”算法。

[2] 垃圾收集器

 HotSpot在JDK1.7Update14以后，包含的全部收集器以下图所示（连线表明可搭配使用）

 

 直到如今为止尚未最好的收集器出现，也没有万能的收集器，使用时只考虑对具体应用最合适的收集器。

[3] 虚拟机性能监控与故障处理工具

1. JDK命令行工具

   jps：虚拟机进程情况工具

   jstat:虚拟机统计信息监视工具

   jinfo：Java配置信息工具

   jmap：Java内存映像工具

   jhat：虚拟机堆转储分析工具

   jstack：Java堆栈跟踪工具

   HSDIS：JIT生成代码反汇编

2. JDK的可视化工具

   ①JConsole：Java监视与管理控制台

   JConsole是一种基于JMX的可视化监视、管理工具。它管理部分的功能是针对JMX MBean进行管理。

   ②VisUalVM：多合一故障处理工具

   VisualVM是目前为止随JDK发布的功能最强大的运行监视和故障处理程序。VisualVM有一个很大的优势：不须要被监视的程序基于特殊Agent运行，所以它对应用程序的实际性能的影响很小，使得它能够直接应用再生产环境中。