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Java的內(nèi)存劃分全解析
Java把內(nèi)存劃分成兩種：一種是棧內(nèi)存，一種是堆內(nèi)存。以下是小編整理的Java的內(nèi)存劃分全解析，希望對(duì)大家有所幫助。
棧內(nèi)存
存放對(duì)象：函數(shù)中基本類型的變量和對(duì)象的引用變量、靜態(tài)類方法
特點(diǎn)：棧有一個(gè)很重要的特殊性，就是存在棧中的數(shù)據(jù)可以共享。假設(shè)我們同時(shí)定義：
inta=3;
intb=3;
編譯器先處理inta=3;首先它會(huì)在棧中創(chuàng)建一個(gè)變量為a的引用，然后查找棧中是否有3這個(gè)值，如果沒(méi)找到，就將3存放進(jìn)來(lái)，然后將a指向3。
接著處理intb=3;在創(chuàng)建完b的引用變量后，因?yàn)樵跅Ｖ幸呀?jīng)有3這個(gè)值，便將b直接指向3。這樣，就出現(xiàn)了a與b同時(shí)均指向3的情況。
堆內(nèi)存
存放對(duì)象：用來(lái)存放由new創(chuàng)建的對(duì)象和數(shù)組。
特點(diǎn)：在堆中分配的內(nèi)存，由Java虛擬機(jī)的自動(dòng)垃圾回收器來(lái)管理。
在堆中產(chǎn)生了一個(gè)數(shù)組或?qū)ο蠛螅�可以在棧中定義一個(gè)特殊的變量，讓棧中這個(gè)變量的取值等于數(shù)組或?qū)ο笤诙褍?nèi)存中的首地址，棧中的這個(gè)變量就成了數(shù)組或?qū)ο蟮囊米兞俊?/p>
引用變量就相當(dāng)于是為數(shù)組或?qū)ο笃鸬囊粋�(gè)名稱，以后就可以在程序中使用棧中的引用變量來(lái)訪問(wèn)堆中的數(shù)組或?qū)ο蟆?/p>
Q：static關(guān)鍵字，是一個(gè)修飾符，用于修飾成員(成員變量和成員函數(shù))，有什么特點(diǎn)
A:1、想要實(shí)現(xiàn)對(duì)象中的共性數(shù)據(jù)的對(duì)象共享。可以將這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)修飾。
2、被靜態(tài)修飾的成員，可以直接被類名所調(diào)用。也就是說(shuō)，靜態(tài)的成員多了一種調(diào)用方式。類名.靜態(tài)方式。
3、靜態(tài)隨著類的加載而加載。而且優(yōu)先于對(duì)象存在。
Java內(nèi)存回收
Java的內(nèi)存分配和回收也主要在Java的堆上進(jìn)行的，Java的堆中存儲(chǔ)了大量的對(duì)象實(shí)例，所以Java的堆也叫GC堆。
下面主要說(shuō)一下對(duì)于java堆的內(nèi)存回收 。
什么樣的內(nèi)存可以回收
判斷法1：引用計(jì)數(shù)
方法：每有一個(gè)引用指向這個(gè)對(duì)象，那么這個(gè)對(duì)象的引用計(jì)數(shù)+1，反之，每有一個(gè)引用改變了指向，那么他原來(lái)指向的對(duì)象引用計(jì)數(shù)-1，當(dāng)引用計(jì)數(shù)為0的時(shí)候，這個(gè)對(duì)象也就不可能被使用了那么就可以被回收了
問(wèn)題：可能會(huì)出現(xiàn)環(huán)狀的引用，導(dǎo)致不可能被使用的對(duì)象永遠(yuǎn)不可能被回收
示例：
Class A {
A a;
Public static void main(String[] args){
A gc1 = new A();
A gc2 = new A();
Gc1.a = gc2;
Gc2.a = gc1;
Gc1= null;
Gc2 = null;
}
Gc1和gc2都被設(shè)置成null了，他們都應(yīng)該被清理，但是因?yàn)間c1的a對(duì)象指向gc2，gc2的a對(duì)象指向gc1，導(dǎo)致他們的引用計(jì)數(shù)永遠(yuǎn)為1，但是他們都永遠(yuǎn)不可能被使用了，所以這種方法存在漏洞
判斷2：可達(dá)性分析算法
方法：從一個(gè)叫做GC ROOTS的節(jié)點(diǎn)出發(fā)，所有能夠到達(dá)的引用對(duì)象標(biāo)記起來(lái)，直到走到完全沒(méi)有引用的地方為止，這樣從這個(gè)節(jié)點(diǎn)連起來(lái)的所有的點(diǎn)（引用鏈），構(gòu)成的路線就是不可回收的，那么所有沒(méi)有被到達(dá)過(guò)的對(duì)象均可以被回收
什么可以做GC ROOTS：虛擬機(jī)棧（棧幀中的本地變量表）中的引用的對(duì)象、方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對(duì)象、方法區(qū)中常量引用的對(duì)象、本地方法棧中JNI引用的對(duì)象
這些對(duì)象的特點(diǎn)：不可變并且隨時(shí)可能被用到，生命周期長(zhǎng)
補(bǔ)充：可達(dá)性分析的算法，那么沒(méi)有在引用鏈上的對(duì)象都一定會(huì)被清理嗎？不一定。當(dāng)運(yùn)行可達(dá)性分析的算法之后，會(huì)對(duì)所有沒(méi)有在引用鏈上的對(duì)象進(jìn)行一次標(biāo)記和篩選，篩選的條件為：該對(duì)象覆蓋了finallize（）方法（這個(gè)方法是GC的時(shí)候如果這個(gè)對(duì)象要被回收則執(zhí)行的方法，但是在Thinking in java中不推薦用來(lái)處理收尾工作），并且這個(gè)方法沒(méi)有被執(zhí)行過(guò)，那么就會(huì)把這個(gè)對(duì)象放到一個(gè)低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中執(zhí)行，也就是這個(gè)對(duì)象的最后搶救的機(jī)會(huì)，如果這個(gè)時(shí)候這個(gè)對(duì)象把自己和在引用鏈上的引用連了起來(lái)，那么他在執(zhí)行完finallize方法之后，再次判斷時(shí)就不會(huì)被清理，否則會(huì)在第二次可達(dá)性判斷的時(shí)候直接清理（因?yàn)閒inallize已經(jīng)執(zhí)行過(guò)一次了），如果沒(méi)有覆蓋這個(gè)方法，那么對(duì)不起，再見(jiàn)
回收算法介紹：
回收算法1：標(biāo)記清理（Mark——sweep）算法
標(biāo)記所有需要回收對(duì)象，然后將他們清理回收
問(wèn)題：會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片
優(yōu)點(diǎn)：不需要暫停所有線程（Stop the world）
回收算法2：復(fù)制
標(biāo)記后，將所有不需要回收的對(duì)象全部復(fù)制到一個(gè)空的內(nèi)存中，然后清理剛剛使用的內(nèi)存塊
問(wèn)題：浪費(fèi)資源，會(huì)有一些內(nèi)存堆無(wú)法被使用
解決：用在新生代，新生代會(huì)有80%以上的對(duì)象經(jīng)過(guò)一次GC就會(huì)死亡，因此采用Eden + Survivor * 2的辦法，Eden = 8 * Survivor大小（HotSpot默認(rèn)），那么每次使用一個(gè)Eden + 一個(gè)Survivor，然后進(jìn)行復(fù)制清理的時(shí)候，清理Eden + Survivor中，然后將可用的對(duì)象復(fù)制到空閑的Survivor中，然后全部清空前面的使用區(qū)，然后使用Eden 和復(fù)制到的Survivor
又一個(gè)問(wèn)題：如果Survivor不夠怎么辦？向老年代借空間，叫做分配擔(dān)保，不夠存放的對(duì)象會(huì)通過(guò)分配擔(dān)保進(jìn)入老年代
問(wèn)題：需要 stop the world
回收算法3：標(biāo)記整理（Mark——compact）
標(biāo)記后，將可用內(nèi)存向一側(cè)擺放，然后清理掉可用內(nèi)存邊緣外部的所有內(nèi)存區(qū)域
優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有內(nèi)存碎片的問(wèn)題
問(wèn)題：需要stop the world
回收算法4：分代收集
將堆分代（老年代、新生代），老年代采用標(biāo)記整理、標(biāo)記清理等方法，新生代采用復(fù)制方法。
為什么：因?yàn)槔夏甏蟛糠謱?duì)象是可用的，因此如果采用復(fù)制算法，雖然沒(méi)有內(nèi)存碎片，但是空間浪費(fèi)大，而且大部分對(duì)象沒(méi)有變化，而在新生代使用復(fù)制算法，可以犧牲很小的內(nèi)存空間就獲得較好的效率
HotSpot中內(nèi)存回收算法
枚舉根節(jié)點(diǎn)（GC ROOTs）
Java虛擬機(jī)采用準(zhǔn)確式GC，有一個(gè)OOPmap來(lái)標(biāo)記哪個(gè)位置有個(gè)對(duì)象，這樣在查找引用鏈的時(shí)候可以較快的找齊所有的引用鏈
Safepoint
在OOPmap的協(xié)助下，這個(gè)可以快速且準(zhǔn)確的完成枚舉，但是問(wèn)題就是導(dǎo)致這個(gè)oopmap變化的指令非常多，如果為每一條指令生成oopmap，那么會(huì)需要大量額外空間，因此采用在特定點(diǎn)的地方生成，這些點(diǎn)同時(shí)也是safepoint的點(diǎn)，那么當(dāng)需要枚舉根節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，就讓線程運(yùn)行到這個(gè)地方再停止。
一種方法：先停止所有線程，然后再讓沒(méi)有到安全點(diǎn)的線程自己跑到安全點(diǎn)再停下來(lái)，基本不適用，搶先試中斷
另一種方法：主動(dòng)式中斷，設(shè)置一個(gè)標(biāo)記，在執(zhí)行的時(shí)候去輪詢，而需要中斷的時(shí)候，直接將這個(gè)位置的內(nèi)存設(shè)置不可達(dá)，那么線程就會(huì)進(jìn)入一個(gè)自陷異常，就自己會(huì)中斷
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