2 - JVM、GC、四种引用

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JVM

JVM虚拟机如何处理class文件

class文件的数据会通过类装载子系统加载到运行时数据区(内存)中,然后由字节码执行引擎对数据进行读写操作,并最终通过本地库接口转换成操作系统执行的二进制命令

线程私有的内存区域存放了什么?

  • 程序计数器相当于一个执行代码的指示器,用来确定下一行代码执行的位置,在多线程环境下对代码执行位置的定位。每一个线程都会有一个程序计数器 和一个程序栈。

  • 虚拟机栈本地方法栈统称为栈,栈中存放栈帧,一个方法对应一个栈帧,其实也就按照调用顺序进行入栈。每个栈帧包括:

    • 局部变量表:存放局部变量

    • 操作数栈:进行计算操作

    • 动态链接(存放方法入口)

    • 方法出口(存放方法出口)

    注:安卓的虚拟机是基于寄存器的虚拟机,和Java虚拟机 的区别在于由虚拟的寄存器代替了局部变量表

线程私有的内存区域存放了什么?


  • 用来存放生成的对象
    • 堆分为年轻代和老年代,比例为1:2
    • 年轻代又分为亚当区和夏娃区,夏娃区又分为From和To区
  • 方法区
    存放类的信息、静态变量、静态方法

垃圾回收三大算法

  • 复制算法(年轻代GC时常用)
  • 标记 - 清除算法
    在回收后没有对数据进行整理,会产生内存碎片,导致内存区域连续可用的内存空间变少, 导致在申请较大的内存的时候OOM
  • 标记 - 整理算法(老年代GC常用)
    在回收后会对数据进行整理,避免产生内存碎片

垃圾回收过程

  • 年轻代回收
    当Eden区空间满了以后,对年轻代中的Eden区和夏娃区中的数据进行数据回收,如果夏娃区的内存足以放下未被回收的数据,则将数据复制到夏娃并清空亚当区(复制算法),否则直接移到老年区,过大的对象会直接进入老年代
  • 全代回收
    同时对年轻代和老年代进行内存回收,采用标记 - 清除算法

内存抖动

内存频繁的分配与回收,也就伴随着频繁的GC

由于GC时所有线程包括主线程都是暂停状态无法执行,所以内存抖动会造成卡顿

而大量的GC又会产生大量的内存碎片,导致连续的内存区块变少,最终导致OOM

解决方法: 尽量避免在循环和频繁调用的方法中创建对象、合理利用对象池

内存溢出(OOM)

申请的内存超出可用的内存了

内存泄漏

长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用,导致短生命周期对象在使用完毕后无法被GC回收,造成系统内存的浪费。

  • 可达性分析
    通过一系列称为GCRoots的对象为起点,向下检索,如果能被引用链引用到的,则证明可用,不需要回收,否则证明此对象是不可用的需要被GC回收,GCRoots的对象包括:
    • 方法区:类静态属性的对象、常量的对象
    • 虚拟机栈:本地变量表中的对象
    • JNI中的对象

四大引用类型

  • 强引用:

    代码中普遍存在的,只要强引用还存在,GC就永远不会回收掉被引用的对象。需要显式的置空或者让其超出对象的生命周期范围从而使GC能够进行回收。

  • 软引用

    软引用用来描述一些有用但不必需的对象,比如网页缓存、图片缓存等,对于软引用关联着的对象,在系统将要发生内存溢出异常之前,将会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收,而且JVM会尽可能优先回收长时间闲置不用的软引用对象,如果这次回收后还没有足够的内存,才会抛出内存溢出异常。

  • 弱引用

    弱引用也用来描述一些不必需的对象,当JVM进行垃圾回收时,无论内存是否充足,都会对只具有弱引用的对象进行回收,只具有弱引用的对象相对于软引用来说,生命周期更短,不过由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程,因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

  • 虚引用

    与其他几种引用都不同,虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用,那么它就和没有任何引用一样,在任何时候都可能被GC回收。虚引用主要用来跟踪对象被GC回收的活动,它与软引用和弱引用的一个区别在于:虚引用必须和引用队列(ReferenceQueue)联合使用,当GC准备回收一个对象时,如果发现它还有虚引用,就会在回收对象的内存之前,把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了虚引用,来了解被引用的对象是否将要进行垃圾回收。如果程序发现某个虚引用已经被加入到引用队列,那么就可以在所引用的对象的内存被回收之前采取必要的行动。

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