JVM内存管理：深入垃圾收集器与内存分配策略

垃圾收集器与内存分配策略一、如何判断对象是否还在存活1.引用计数法：主流的Java虚拟机没有使用这种方法管理内存，因为它很难解决循环依赖2.可达性分析：通过一系列的称为”GC Roots“的对象作为起始点，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没有与任何引用链相连时，则证明该对象是不可用的。

作为GC Roots的对象包括以下几种：虚拟机栈中引用的对象、方法区中类静态属性引用的对象、方法区中常量引用的对象以及本地方法栈中JNI引用的对象。

二、引用：•定义：如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用。

•分类：强引用：代码之中普遍存在的，如Object obj = new Object(), 只要强引用还在，GC就永远不会回收该内容。

软引用：描述有用但非必须的对象。

对于软引用关联着的对象，在系统将要抛出内存异常之前，会将这些对象列进回收范围进行二次回收。

如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出异常。

（SoftReference）弱引用：弱引用也用来描述非必须的对象。

被若引用关联的对象只能活到下次垃圾回收发生之前。

当垃圾收集器工作时，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。

虚引用：又称为幽灵引用或者幻影引用。

一个对象是否有虚引用的存在，丝毫不会影响对象的生存时间，也不能通过虚引用获得对象实例。

为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象被垃圾收集器回收时收到一个系统通知。

三、对象标记之后就会回收吗•可达性分析之后，没有在任何GC Roots引用链上的对象，就会被第一次标记，标记之后还有一次筛选的过程；•筛选的条件是：此对象是否有必要执行finalize方法，有必要执行的条件是：该对象覆盖了finalize方法，并且没有虚拟机调用过，也就是说任何一个对象的finalize方法都只会被系统执行一次。

JVM内存管理和垃圾回收Java虚拟机的一个强大之处在于其提供垃圾自动回收，对开发人员掩盖了内存分配和回收的细节。

本篇将探索JVM的内存分配和垃圾回收机制，以在内存分析实战中提供一些理论和实践参考。

1．从理论开始1．1．垃圾检测任何虚拟机的回收算法都包括两个步骤：检测垃圾和回收垃圾。

当一个对象被创建时，其是活动的对象，此时其是可用的，而在运行过程中，该对象的引用不再被使用，这时该对象就成为垃圾，一般采用两种方式来区别活动对象和垃圾对象：引用计数和跟踪。

当一个对象被其它对象引用时，其引用计数加1，当不再被其它对象引用时，计数减1，当其引用计数为0时，该对象就成为垃圾，引用计数的缺点是无法检测循环引用和维护引用计数的代价，在现代虚拟机中一般不采用该方式。

而跟踪指的是虚拟机追踪从根对象出发的有向对象图，如果一个对象不能被追踪到，则该对象为垃圾，采用追踪算法的垃圾回收器也叫标记并回收回收器（见下图，可以形象地理解为在堆空间中引入了重力场，参见/art/200610/32793.htm）。

图1 初始状态图2 TR1-A链和TR2-D链断开，A、B、C、D掉入回收池图3 A、B、C、D四个对象被回收1．2．避免堆碎片在进行垃圾回收之后，由于内存分配时，垃圾对象和活动对象可能相邻存在，则可能会在堆中出现堆碎片，采用标记并回收回收器的虚拟机一般采用两种方法来对付堆碎片：压缩和拷贝。

压缩回收是指当进行垃圾回收之后，将剩下的活动对象推向堆的另一端，则当垃圾回收完毕之后在另一端形成连续的堆。

拷贝回收指的是保持两个同样大小的堆，在对一个队进行垃圾回收过程中，对于检测出来的活动对象拷贝到另一个堆并连续存放。

参见下图图4 拷贝收集和压缩手集1．3．分代回收拷贝回收的一个缺点在于有些对象是长期存在的，但在回收过程中仍然必须将这些对象多次拷贝，分代回收指的是，对不同年龄（在内存存在的时间的长短）将对象放入不同的代堆中，并对不同的代堆采用不同的回收算法。

jvm内存分配机制-回复JVM内存分配机制是Java虚拟机（Java Virtual Machine）在运行Java 程序时，用于管理和分配内存资源的一种机制。

它负责为Java程序中的对象分配内存空间，并对内存空间进行分配和回收。

在JVM中，内存分配主要分为以下几个方面：堆内存分配、栈内存分配、方法区内存分配以及程序计数器内存分配。

首先，我们来详细了解一下堆内存分配。

堆内存是Java程序中最大的一块内存，用于存储Java对象实例和数组对象。

堆内存的分配由垃圾回收器（Garbage Collector）来完成，它会自动管理内存的分配和释放。

堆内存的大小可以通过启动参数配置，例如通过-Xmx和-Xms参数来设置最大堆内存和初始堆内存的大小。

当Java程序需要创建一个新的对象时，内存管理系统会在堆内存中动态分配一块空闲内存空间，并返回一个指向该内存空间的指针。

其次，栈内存分配是指为Java方法中的局部变量分配内存空间。

栈内存由操作系统直接进行分配和回收，分配的内存空间会在方法执行结束后自动释放。

栈内存的大小是固定的，并且通常比较小。

在方法执行过程中，每个方法都会创建一个栈帧（Stack Frame），栈帧中包含了方法的参数、局部变量以及方法的返回值等信息。

当方法调用结束时，该方法的栈帧会被弹出栈，相应的内存空间也就被回收。

第三，方法区内存分配用于存储已加载的类信息、常量、静态变量、静态方法以及运行时常量池等，并且在JVM启动时被创建，直到JVM关闭时才释放。

方法区是所有线程共享的一块内存区域。

与堆内存和栈内存不同，方法区内存不是由垃圾回收器进行内存管理，而是由JVM来进行内存的管理。

方法区的大小可以通过启动参数进行配置，例如通过-XX:MaxMetaspaceSize参数来设置方法区的最大大小。

最后，程序计数器内存分配主要用于记录Java程序的执行位置，每个线程都有一个独立的程序计数器。

程序计数器没有内存分配的操作，它只是一个指向方法字节码的指针，用于指示下一条要执行的指令。

java内存分配与回收机制Java是一种面向对象的编程语言，它具有自动内存管理的特性，这意味着开发人员不需要手动分配和释放内存。

Java的内存分配和回收机制是由Java虚拟机（JVM）来管理的，它使用垃圾回收器来自动回收不再使用的内存。

内存分配：在Java程序中，内存分配是由JVM的堆内存来完成的。

堆内存用于存储对象实例和数组。

当我们创建一个对象时，JVM会在堆内存中为该对象分配内存空间。

堆内存被划分为新生代和老年代，新生代又分为Eden区和两个Survivor区。

当一个对象被创建时，它会被分配到Eden区，随着时间的推移，经过几次垃圾回收后，仍然存活的对象会被移到Survivor区，最终会被移到老年代。

内存回收：Java的垃圾回收器负责自动回收不再使用的内存。

垃圾回收器会定期扫描堆内存，找出不再被引用的对象，并释放它们占用的内存空间。

垃圾回收器使用不同的算法来进行垃圾回收，包括标记-清除算法、复制算法和标记-整理算法等。

垃圾回收器的工作原理是基于对象的可达性分析，如果一个对象不再被任何引用所指向，那么它就成为垃圾，垃圾回收器会将其回收并释放内存。

垃圾回收器的性能对程序的性能有着直接的影响，因此Java提供了不同的垃圾回收器以满足不同场景下的需求。

总结：Java的内存分配和回收机制是由JVM来管理的，开发人员不需要手动管理内存。

JVM使用堆内存来存储对象实例和数组，并使用垃圾回收器来自动回收不再使用的内存。

了解Java的内存分配和回收机制有助于开发人员编写高效的Java程序，避免内存泄漏和性能问题。

jvm内存管理机制Java虚拟机（JVM）是一种用于Java程序执行的虚拟机。

JVM内存管理机制是确保Java程序顺利执行的重要基础。

在本文中，我们将通过以下步骤详细介绍JVM内存管理机制。

第一步：JVM内存模型JVM内存模型是JVM用于管理内存的核心。

JVM内存模型可分为线程栈、堆以及方法区（也称为永久区）。

线程栈用于存储线程执行时的栈帧，每个栈帧包含方法调用信息、局部变量以及操作数栈。

堆是Java程序中所有对象的存储区域，其中包括数组以及对象。

方法区用于存储类的信息、方法信息以及静态变量。

第二步：JVM内存分配JVM内存分配可分为对象分配、栈帧分配以及类信息分配。

对象分配是在堆中分配内存以存储对象的过程。

栈帧分配是在每个线程栈中分配内存以存储栈帧的过程。

类信息分配是在方法区中分配内存以存储类信息、方法信息以及静态变量。

第三步：JVM内存回收JVM内存回收是确保Java程序获得足够内存的重要机制。

JVM内置垃圾回收器用于回收无用对象占用的内存。

JVM垃圾回收器可分为串行垃圾回收器、并行垃圾回收器以及CMS垃圾回收器。

串行垃圾回收器是一种单线程回收器，用于小型应用程序；并行垃圾回收器是一种多线程回收器，用于大型应用程序；CMS垃圾回收器是一种以最小停顿时间为目标的垃圾回收器，用于大型应用程序。

第四步：JVM性能调优JVM内存管理机制对Java程序的性能有着至关重要的影响。

JVM 性能调优是确保Java程序最佳性能的重要手段。

JVM性能调优可分为如下几个方面：1. 内存设置：内存设置决定了JVM所使用的最大内存以及初始内存大小。

2. GC设置：GC设置包括选择合适的垃圾回收器以及调整垃圾回收器参数。

3. 线程设置：线程设置包括调整线程池大小以及线程优先级等。

4. 类加载设置：类加载设置包括调整类加载路径以加快类加载速度。

5. 程序代码优化：程序代码优化可通过使用缓存、避免重复计算以及使用合适的算法等手段来提高程序性能。

JVM的内存管理机制详解JVM（Java Virtual Machine）是Java编程语言的基础，它允许Java应用程序在不同的操作系统上运行。

JVM负责将Java字节码翻译成机器可执行的指令，并管理Java应用程序的内存。

JVM的内存管理机制包括垃圾回收、内存分配和内存优化等方面。

下面将详细介绍JVM的内存管理机制。

1. 堆内存（Heap Memory）：堆内存是JVM中最大的一块内存区域，用于存储对象实例。

我们创建的所有对象都存放在这个区域中。

堆内存由新生代和老年代组成。

新生代又分为Eden区和两个Survivor区，用于存放新创建的对象，而老年代存放存活时间较长的对象。

2. 栈内存（Stack Memory）：栈内存用于存储Java方法的局部变量、方法参数和临时变量。

每个线程在执行方法的时候都会创建一个栈帧，栈帧包含了方法的局部变量和操作数栈。

栈帧的大小在方法编译时就确定了，因此栈内存的分配和回收是非常快速和高效的。

3. 方法区（Method Area）：方法区用于存储已加载的类信息、常量、静态变量和编译后的代码等数据。

方法区在JVM启动时被创建，并且在JVM关闭时销毁。

方法区中存放的数据是共享的，所有线程共享同一块方法区内存。

4. 本地方法栈（Native Method Stack）：本地方法栈用于存储Java应用程序调用本地方法的相关信息。

本地方法栈和栈内存的作用类似，不同之处在于本地方法栈存储的是本地方法调用相关的数据。

5. PC寄存器（Program Counter Register）：PC寄存器用于存储当前线程执行的字节码指令地址。

每个线程都有独立的PC寄存器，用于控制线程的执行。

6. 垃圾回收（Garbage Collection）：垃圾回收是JVM的一个重要特性，用于自动回收不再使用的对象和释放内存空间。

JVM中的垃圾回收器会定期扫描堆内存，将不再使用的对象标记为垃圾，并进行回收。

JVM内存段分配，Java垃圾回收调优，Heap设定1. JVM内存段分配及启动参数：J2EE服务器的内存组成：? Java堆：我们的程序和对象都在这个堆进行管理? C堆：当引用到一些Native的对象，如网络访问、OCI方式的数据库连接等都在C堆里进行管理Java堆的描述：如下图? Young及Old区域用来存放由Java类而生成的内存对象；? Perm区域用来存放Java类及其他虚拟机自己的静态数据垃圾回收描述：垃圾回收分多级，0级为全部(Full)的垃圾回收，会回收OLD段中的垃圾；1级或以上为部分垃圾回收，只会回收Young中的垃圾，内存溢出通常发生于OLD段或Perm段垃圾回收后，仍然无内存空间容纳新的Java 对象的情况。

当一个URL被访问时，内存申请过程如下：A. JVM会试图为相关Java对象在Eden中初始化一块内存区域B. 当Eden空间足够时，内存申请结束。

否则到下一步C. JVM试图释放在Eden中所有不活跃的对象（这属于1或更高级的垃圾回收）；释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分Eden中活跃对象放入Survivor区/OLD区D. Survivor区被用来作为Eden及OLD的中间交换区域，当OLD区空间足够时，Survivor区的对象会被移到Old区，否则会被保留在Survivor区E. 当OLD区空间不够时，JVM会在OLD区进行完全的垃圾收集（0级）F. 完全垃圾收集后，若Survivor及OLD区仍然无法存放从Eden复制过来的部分对象，导致JVM无法在Eden 区为新对象创建内存区域，则出现”out of memory错误”Java堆相关参数：ms/mx：定义YOUNG+OLD段的总尺寸，ms为JVM启动时YOUNG+OLD的内存大小；mx为最大可占用的YOUNG+OLD内存大小。

在用户生产环境上一般将这两个值设为相同，以减少运行期间系统在内存申请上所花的开销。

JVM的内存分配与垃圾回收策略⾃动内存管理机制主要解决了两个问题：给对象分配内存以及回收分配给对象的内存。

>>垃圾回收的区域前⾯的笔记中整理过虚拟机运⾏数据区，再看⼀下这个区域：注意在这个Runtime Data Area中：程序计数器、Java栈、本地⽅法栈3个区域随线程⽽⽣，随线程⽽灭；每⼀个栈帧中分配多少内存基本上在类结构确定下来的时候就已知，因此这⼏个区域的内存分配和回收都具有确定性，不需过多考虑回收问题，⽅法结束或者线程结束时，内存⾃然就随之回收了。

Java堆和⽅法区Method Area则不⼀样，⼀个接⼝中的多个实现类需要的内存可能不⼀样，⼀个⽅法中的多个分⽀需要的内存也可能不⼀样，只有在程序处于运⾏期间才知道会创建哪些对象，这部分内存的分配和回收都是动态的，垃圾收集器所关注的是这部分内存。

>>判断对象是否需要回收的策略（1）引⽤计数算法定义：引⽤计数算法（Reference Counting）:给对象添加⼀个引⽤计数器，每当⼀个地⽅引⽤它时，计数器值就+1；当引⽤失效时，计数器值就-1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能被再使⽤的；优点：实现简单，判定效率⾼；微软的COM技术、Python中都使⽤了Reference Couting算法进⾏内存管理；缺点：由于其很难解决对象之间相互循环引⽤的问题，主流Java虚拟机⾥⾯都没有选⽤Refrence Couting算法来管理内存；（2）可达性分析算法定义：可达性分析（Reachability Analysis）判断对象存活的基本思路：通过⼀系列的称为GC Roots的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所⾛过的路径称为引⽤链（Reference Chain）,当⼀个对象到GC Roots没有任何引⽤链相连（即GC Roots到这个对象不可达）时，则证明此对象是不可⽤的；Java语⾔中，可作为GC Roots对象包括：虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引⽤的对象；⽅法区中类静态属性引⽤的对象；⽅法区中产量引⽤的对象；本地⽅法栈中JNI（即⼀般的Native⽅法）引⽤的对象>>垃圾回收算法（1）标记-清除算法（Mak-Sweep）定义：MS算法分标记和清除两个阶段：⾸先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统⼀回收所有被标记的对象。

JVM垃圾回收机制：垃圾识别、清理与内存管理
JVM的垃圾回收机制主要涉及以下步骤：
1.找出垃圾对象：JVM的垃圾回收器会定期进行垃圾对象查找。

这主要通过
根可达性分析（Root Reachability Analysis）来完成，从根对象（比如线程栈中的对象）开始，分析其引用的所有对象，被引用的对象标记为可达，然后查找这些可达对象引用的对象，直到没有更多新的可达对象为止。

在这个过程中，所有未被标记的对象被视为垃圾对象。

2.清理垃圾对象：一旦垃圾对象被识别出来，JVM的垃圾回收器就会释放这
些对象占用的内存空间。

具体来说，垃圾回收器会将这些垃圾对象从堆内存中清除，并更新内存引用以反映新的内存状态。

3.内存分配：在清理完垃圾对象后，JVM会根据需要重新分配内存空间。

这
通常会分配给需要新创建的对象，或者用于存储新的数据结构。

JVM的垃圾回收机制可以有效地管理内存，避免内存泄漏等问题。

然而，垃圾回收机制的运行也会带来一定的性能开销，因此需要根据具体情况调整垃圾回收策略，以在保证内存管理的同时，尽量减少对系统性能的影响。

此外，不同的JVM实现可能会有不同的垃圾回收策略和机制。

例如，HotSpot JVM提供了多种垃圾回收器，包括Serial、Parallel、CMS和G1等。

这些垃圾回收器在处理垃圾对象时采用了不同的算法和策略，以满足不同的应用场景和性能需求。

以上信息仅供参考，可以查阅与JVM垃圾回收机制相关的专业书籍或者咨询技术人员，获取更全面准确的信息。

一JVM内存模型1.1Java栈Java栈是与每一个线程关联的，JVM在创建每一个线程的时候，会分配一定的栈空间给线程。

它主要用来存储线程执行过程中的局部变量，方法的返回值，以及方法调用上下文。

栈空间随着线程的终止而释放。

StackOverflowError：如果在线程执行的过程中，栈空间不够用，那么JVM就会抛出此异常，这种情况一般是死递归造成的。

1.2堆Java中堆是由所有的线程共享的一块内存区域，堆用来保存各种JAVA对象，比如数组，线程对象等。

1.2.1GenerationJVM堆一般又可以分为以下三部分：➢ PermPerm代主要保存class,method,filed对象，这部门的空间一般不会溢出，除非一次性加载了很多的类，不过在涉及到热部署的应用服务器的时候，有时候会遇到ng.OutOfMemoryError : PermGen space 的错误，造成这个错误的很大原因就有可能是每次都重新部署，但是重新部署后，类的class没有被卸载掉，这样就造成了大量的class对象保存在了perm中，这种情况下，一般重新启动应用服务器可以解决问题。

➢∙TenuredTenured区主要保存生命周期长的对象，一般是一些老的对象，当一些对象在Young复制转移一定的次数以后，对象就会被转移到Tenured区，一般如果系统中用了application级别的缓存，缓存中的对象往往会被转移到这一区间。

➢∙YoungYoung区被划分为三部分，Eden区和两个大小严格相同的Survivor区，其中Survivor区间中，某一时刻只有其中一个是被使用的，另外一个留做垃圾收集时复制对象用，在Young区间变满的时候，minor GC就会将存活的对象移到空闲的Survivor区间中，根据JVM的策略，在经过几次垃圾收集后，任然存活于Survivor的对象将被移动到Tenured区间。

1.2.2Sizing the GenerationsJVM提供了相应的参数来对内存大小进行配置。