深刻浅出 Java 中 JVM 内存管理

Java岗位面试,JVM是对程序员基本功考察,一般会问你对JVM了解吗?
能够分几部分回答这个问题,首先JVM内存划分 | JVM垃圾回收的含义 | 有哪些GC算法 以及年轻代和老年代各自特色等等。

1) JVM内存划分:

① 方法区 (线程共享) 常量 静态变量 JIT(即时编译器)编译后代码也在方法区存放

② 堆内存(线程共享) 垃圾回收的主要场地

③ 程序计数器 当前线程执行的字节码的位置指示器

④ Java虚拟机栈(栈内存) :保存局部变量,基本数据类型以及堆内存中对象的引用变量

⑤ 本地方法栈 (C栈):为JVM提供使用native方法的服务

经过这幅图了解一下

JDK 1.8同JDK 1.7 最大的区别是:元数据取代了永久代.元空间的本质和永久代相似,都是对JVM规范中的方法区的实现.其元空间和永久代之间的最大区别在于:元数据空间不在虚拟机中,而是在本地内存中

详细了解一下各个部分

01)程序计数器(PC寄存器)

程序计数器的定义: 程序计数器是一块较小的内存空间,是当前线程正在执行的哪一条字节码指令的地址,若当前线程正在执行的是一个本地方法,那么此时程序计数器为Undefined

程序计数器的做用:

程序计数器的特色

02)Java虚拟机栈

定义: 描述Java方法运行过程的内存模型

Java虚拟机栈会为每个即将运行的Java方法建立一块叫作"栈帧"的区域,用于存放该方法运行过程当中的一些信息,如 局部变量表 /操做数栈 /动态连接 /方法出口信息 .............

压栈出栈过程:

当方法运行过程当中须要建立局部变量时,就将局部变量的值存入栈帧的局部变量表中

Java虚拟机栈的栈顶是当前正在执行的活动栈,也就是当前正在执行的方法,PC寄存器也会指向这个地址,只有这个活动的栈帧的本地变量能够被操做数栈操做,当前这个栈帧中调用另外一个方法,与之对应的额栈帧又会被建立,新建立的栈帧压入栈顶,变成当前的活动栈帧,方法结束后,当前栈帧的返回值变成新的活动栈帧的中的操做数栈的一个操做数,若是没有返回值,那么新的活动栈帧中操做数栈的操做数没有变化

因为Java虚拟机栈是线程对应的,数据不是共享的,所以不用关心数据一致性问题,也不会存在同步锁的问题

特色

03)本地方法栈(C栈)

定义: 是为了JVM运行native方法准备的空间,因为不少native方法都是用C语言实现的,因此一般又叫C栈,它与Java虚拟机栈实现的功能相似,只不过本地方法栈描述本地方法运行过程的内存模型

栈帧变化过程:

本地方法被执行时,在本地方法栈也会建立一块栈帧,用于存放该方法的局部变量表 /操做数栈 /动态连接 /方法出口等信息; 方法结束后,相应的栈帧也会出栈,并释放内存空间.也会抛出StackOverFlowError和OutOfMemoryError异常

04) 堆

定义: 堆是用来对象的内存空间,几乎全部的对象都存储在堆中

特色:

05)方法区

定义: Java虚拟机规范中定义方法区是堆的一个逻辑部分,方法区存放如下信息 已被虚拟机加载的类信息 /常量 /静态变量 /即时编译后代码

特色:

运行时常量池:

方法区中存放:类信息 常量 静态变量 即时编译器变编译后代码.常量就存放在运行时常量池中.当类被Java虚拟机加载后,.class文件中的常量就存在方法区的运行常量池,并且在运行期间,能够向常量池中添加新的常量,如String类的intern()方法就能在运行期间向常量池中添加字符串常量

06) 直接内存(堆外内存)

直接内存是除Java虚拟机以外的内存,但有可能被Java使用

操做直接内存:

在NIO中引入了一种基于通道和缓存的IO方式,他能够调用本地方法的直接分配Java虚拟机以外的内存,而后经过一个存储在堆中的DirectByteBuffer对象直接操做该内存,而无需将外部内存中数据复制到堆中再进行操做,从而提升数据操做的效率,直接内存的大小不受Java虚拟机,也会抛出OutOfMemoryError异常

直接内存和堆内存比较：

2)相似 -Xms -Xmn这些参数的含义

1)堆内存分配

① : JVM初始分配的内存由-Xms指定,默认是物理内存的1/64

②: JVM最大分配的内存由-Xmx指定,默认是物理内存的1/4

③: 默认空余堆内存小于40%时,JVM就会增长堆直到-Xmx的最大限制;空余堆内存大于70%时,JVM会减小堆直到-Xms的最小限制

④: 所以服务器通常设置-Xms -Xmx相等以免在每次GC后调整堆大小. 对象的堆内存由成为垃圾回收器的自动内存管理系统回收

2)非堆内存分配:

①:JVM使用-XX:PermSize 设置非堆内存的初始值,默认物理内存的1/64;

② :由XX:MaxPermSize设置设置最大非堆内存的大小

③: -Xmn2G :设置年轻代的大小为2G

④ :-XX:SurvivorRatio ,设置年轻代中Eden区与Survivor区的比值

3)垃圾回收的算法有哪些?

① 引用计数法:原理是在此对象有个引用,即增长一个计数,删除一个引用则减小一个计数.垃圾回收时,只收集计数为0的对象.此算法的最致命的没法处理循环引用的问题

②: 标记-清除 :此算法分两个阶段,第一阶段从引用的根节点开始标记全部被引用的对象,第二阶段遍历整个堆,把未标记的对象清除,此算法须要暂停应用,同时产生内存碎片

③: 复制算法 此算法把内存划分为两个相等的区域,每次只使用一个区域,垃圾回收时,遍历当前使用的区域,把正在使用的对象复制到另外一个区域中每次算法每次只处理正在使用的对象,所以复制的成本比较小,同时复制过去之后还能进行相应的内存整理,不会出现"碎片问题",此算法的缺点也很明显,须要两倍的内存空间

④: 标记-整理:此算法结合了"标记-清除"和:复制算法的两个的优势,也是分两个阶段,第一个阶段从根节点开始标记全部被引用对象,第二阶段遍历整个堆,清除未标记的对象而且把存活的对象"压缩"到堆的其中一块,按顺序排放,,此算法避免"标记-清除"的碎片问题,同时也避免"复制"的空间问题

4)root搜索算法中,哪些能够做为root?

但愿这篇文章对你有帮助，哪怕只有一个点，都是值得的。若是其中有一些点你不了解，那么你是时候要去补充了。 别在本身的温馨区待过久，否则出不来。出来混，早晚是要还的！