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java虚拟机-jvm内存回收算法篇( 二 )

Java虚拟机


方法区(Non-Heap)：所有线程共享，存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据 。当方法区无法满足内存分配需求时，抛出OutOfMemoryError.
运行时常量池：它是方法区的一部分，Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项是常量池（Const Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用 。并非预置入Class文件中常量池的内容才进入方法运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类的intern()方法 。当方法区无法满足内存分配需求时，抛出OutOfMemoryError 。
直接内存：并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域 。JDK1.4加入了NIO，引入一种基于通道与缓冲区的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作 。因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据，提高了性能 。当各个内存区域总和大于物理内存限制，抛出OutOfMemoryError异常 。
2.3 Hotspot虚拟机
2.3.1 对象的创建
new 对象-------》常量池定位类引用---------》检查类引用和引用的类是否被加载、解析和初始化---------》没有，就先执行类加载 。----》创建对象分配内存
类加载通过后----》虚拟机从java堆中分配内存---》内存规整（已分配的内存和未分配的内存区域由一个指针划分开）：分配内存时把该指针移动一个对象大小的距离，成为指针碰撞；内存不规整时：从一个大的空闲列表区域分配内存 。
分配内存时存在并发问题----》两种解决方法：1 对分配内存空间的动作进行同步处理(实际上虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性);2 把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，即每个线程在java堆中预先分配一小块内存，成为本地线程分配缓冲 。
new指令执行时，对象的所有字段仍为零，需要等init方法执行后，字段才会赋予新值 。
2.3.2 对象的内存区域
在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为3块区域：对象头(Header)、实例数据(Instance Data)和对齐填充(Padding) 。
HotSpot虚拟机的对象头包括两部分信息，第一部分用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码(HashCode)、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等 。另一部分是类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例 。
2.3.3 对象的访问定位
对象的访问定位也取决于具体的虚拟机实现 。当我们在堆上创建一个对象实例后，就要通过虚拟机栈中的reference类型数据来操作堆上的对象 。现在主流的访问方式有两种（HotSpot虚拟机采用的是第二种）：
使用句柄访问对象 。即reference中存储的是对象句柄的地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据的具体地址信息，相当于二级指针 。
直接指针访问对象 。即reference中存储的就是对象地址，相当于一级指针 。
两种方式有各自的优缺点 。当垃圾回收移动对象时，对于方式一而言，reference中存储的地址是稳定的地址，不需要修改，仅需要修改对象句柄的地址；而对于方式二，则需要修改reference中存储的地址 。从访问效率上看，方式二优于方式一，因为方式二只进行了一次指针定位，节省了时间开销，而这也是HotSpot采用的实现方式
2.4 OutOfMemoryError异常
2.4.1 java堆溢出
2.4.2 虚拟机栈溢出和本地方法栈溢出
2.4.3 方法区和运行时常量池区
2.4.4 本机直接内存溢出
第三章 垃圾收集器与内存分配策略
3.1 概述
程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈等3个区域随线程而生，随线程而灭，因为方法结束或线程结束时，内存自然就跟着回收了 。而Java堆和方法区则不一样，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，我们只有在程序出于运行期间才能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 。
3.2 判断对象是否已死
3.2.1 引用计数算法
算法：给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器就加1，当失效时，计数器就减1，任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被用的 。缺点：难以解决对象之间循环相互引用的问题 。


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