从JAVA内存到垃圾回收,带你深入理解JVM

发布网友发布时间：2024-09-05 05:35

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热心网友时间：2024-09-07 11:35

摘要：深入理解JVM，掌握Java内存管理和垃圾回收机制对于提升代码性能至关重要。本文将带你系统地了解JVM内存区域、垃圾回收机制，以及各种垃圾回收器的特点和应用场景。

1.1.1 程序计数器

程序计数器是线程私有的，主要用于存储当前线程所执行的字节码的行号指示器。它用于线程切换时恢复执行位置，是唯一没有内存溢出风险的Java虚拟机栈区域。

1.1.2 Java虚拟机栈

Java虚拟机栈同样为线程私有，其生命周期与线程相同。它存储了方法执行时所需的各种信息，如局部变量表、操作数栈、动态链接等。Java虚拟机栈可能出现StackOverflowError和OutOfMemoryError两种异常。

1.1.3 本地方法栈

本地方法栈与Java虚拟机栈功能相似，区别在于它为本地方法服务，即支持C/C++编写的本地方法。在HotSpot中，Java虚拟机栈和本地方法栈合并，共同处理方法执行。

1.1.4 Java堆

Java堆是JVM中最大的内存区域，供所有线程共享。它主要用于存放对象实例，几乎所有的对象实例和数组都在这里分配。随着JIT技术发展，部分对象可能在栈上分配，但总体上堆仍然是主要的内存分配区域。

1.1.5 方法区

方法区是用于保存已被加载的类信息、常量、静态变量等的区域。它与堆共享内存空间，虽然方法区和永久代概念类似，但方法区是Java规范定义的概念，永久代是HotSpot实现方法区的一种方式。方法区的内存溢出异常为OutOfMemoryError。

1.1.6 运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。它受到方法区内存限制，当无法再分配内存时，会产生OutOfMemoryError异常。

1.1.7 直接内存

直接内存并非JVM运行时数据区的一部分，但被频繁使用，可能导致OutOfMemoryError。NIO类引入了直接内存，它直接分配堆外内存，通过DirectByteBuffer操作，提高了性能，但受限于系统内存和处理器寻址空间。

2.1 垃圾回收机制

JVM使用垃圾回收算法管理内存，包括引用计数、可达性分析、标记-清除、复制、标记-整理和分代收集等。引用计数简单但存在循环引用问题；可达性分析通过GC Roots开始遍历，确定存活对象；其他算法各有优势，满足不同场景需求。

2.2 垃圾收集器介绍

序列化收集器、ParNew收集器、并行收集器Parallel Scavenge、序列化收集器Serial Old、并行收集器Parallel Old和并发收集器CMS（Concurrent Mark Sweep）等，各有侧重，满足不同性能需求。CMS追求低停顿，但存在浮动垃圾问题；G1收集器结合分代和空间整合策略，提供可预测的低停顿。

热心网友时间：2024-12-09 14:23

摘要：深入理解JVM，掌握Java内存管理和垃圾回收机制对于提升代码性能至关重要。本文将带你系统地了解JVM内存区域、垃圾回收机制，以及各种垃圾回收器的特点和应用场景。

1.1.1 程序计数器

程序计数器是线程私有的，主要用于存储当前线程所执行的字节码的行号指示器。它用于线程切换时恢复执行位置，是唯一没有内存溢出风险的Java虚拟机栈区域。

1.1.2 Java虚拟机栈

Java虚拟机栈同样为线程私有，其生命周期与线程相同。它存储了方法执行时所需的各种信息，如局部变量表、操作数栈、动态链接等。Java虚拟机栈可能出现StackOverflowError和OutOfMemoryError两种异常。

1.1.3 本地方法栈

本地方法栈与Java虚拟机栈功能相似，区别在于它为本地方法服务，即支持C/C++编写的本地方法。在HotSpot中，Java虚拟机栈和本地方法栈合并，共同处理方法执行。

1.1.4 Java堆

Java堆是JVM中最大的内存区域，供所有线程共享。它主要用于存放对象实例，几乎所有的对象实例和数组都在这里分配。随着JIT技术发展，部分对象可能在栈上分配，但总体上堆仍然是主要的内存分配区域。

1.1.5 方法区

方法区是用于保存已被加载的类信息、常量、静态变量等的区域。它与堆共享内存空间，虽然方法区和永久代概念类似，但方法区是Java规范定义的概念，永久代是HotSpot实现方法区的一种方式。方法区的内存溢出异常为OutOfMemoryError。

1.1.6 运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。它受到方法区内存*，当无法再分配内存时，会产生OutOfMemoryError异常。

1.1.7 直接内存

直接内存并非JVM运行时数据区的一部分，但被频繁使用，可能导致OutOfMemoryError。NIO类引入了直接内存，它直接分配堆外内存，通过DirectByteBuffer操作，提高了性能，但受限于系统内存和处理器寻址空间。

2.1 垃圾回收机制

JVM使用垃圾回收算法管理内存，包括引用计数、可达性分析、标记-清除、复制、标记-整理和分代收集等。引用计数简单但存在循环引用问题；可达性分析通过GC Roots开始遍历，确定存活对象；其他算法各有优势，满足不同场景需求。

2.2 垃圾收集器介绍

序列化收集器、ParNew收集器、并行收集器Parallel Scavenge、序列化收集器Serial Old、并行收集器Parallel Old和并发收集器CMS（Concurrent Mark Sweep）等，各有侧重，满足不同性能需求。CMS追求低停顿，但存在浮动垃圾问题；G1收集器结合分代和空间整合策略，提供可预测的低停顿。