Java的內存劃分全解析

時間：2024-08-02 02:13:41 琳 JAVA認證

Java的內存劃分全解析

　　Java把內存劃分成兩種：一種是棧內存，一種是堆內存。以下是小編整理的Java的內存劃分全解析，希望對大家有所幫助。

　　棧內存

　　存放對象：函數中基本類型的變量和對象的引用變量、靜態類方法

　　特點：棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的數據可以共享。假設我們同時定義：

　　inta=3;

　　intb=3;

　　編譯器先處理inta=3;首先它會在棧中創建一個變量為a的引用，然后查找棧中是否有3這個值，如果沒找到，就將3存放進來，然后將a指向3。

　　接著處理intb=3;在創建完b的引用變量后，因為在棧中已經有3這個值，便將b直接指向3。這樣，就出現了a與b同時均指向3的情況。

　　堆內存

　　存放對象：用來存放由new創建的對象和數組。

　　特點：在堆中分配的內存，由Java虛擬機的自動垃圾回收器來管理。

　　在堆中產生了一個數組或對象后，還可以在棧中定義一個特殊的變量，讓棧中這個變量的取值等于數組或對象在堆內存中的首地址，棧中的這個變量就成了數組或對象的引用變量。

　　引用變量就相當于是為數組或對象起的一個名稱，以后就可以在程序中使用棧中的引用變量來訪問堆中的數組或對象。

　　Q：static關鍵字，是一個修飾符，用于修飾成員(成員變量和成員函數)，有什么特點

　　A:1、想要實現對象中的共性數據的對象共享。可以將這個數據進行靜態修飾。

　　2、被靜態修飾的成員，可以直接被類名所調用。也就是說，靜態的成員多了一種調用方式。類名.靜態方式。

　　3、靜態隨著類的加載而加載。而且優先于對象存在。

　　Java內存回收

　　Java的內存分配和回收也主要在Java的堆上進行的，Java的堆中存儲了大量的對象實例，所以Java的堆也叫GC堆。

　　下面主要說一下對于java堆的內存回收。

　　什么樣的內存可以回收

　　判斷法1：引用計數

　　方法：每有一個引用指向這個對象，那么這個對象的引用計數+1，反之，每有一個引用改變了指向，那么他原來指向的對象引用計數-1，當引用計數為0的時候，這個對象也就不可能被使用了那么就可以被回收了

　　問題：可能會出現環狀的引用，導致不可能被使用的對象永遠不可能被回收

　　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都被設置成null了，他們都應該被清理，但是因為gc1的a對象指向gc2，gc2的a對象指向gc1，導致他們的引用計數永遠為1，但是他們都永遠不可能被使用了，所以這種方法存在漏洞

　　判斷2：可達性分析算法

　　方法：從一個叫做GC ROOTS的節點出發，所有能夠到達的引用對象標記起來，直到走到完全沒有引用的地方為止，這樣從這個節點連起來的所有的點（引用鏈），構成的路線就是不可回收的，那么所有沒有被到達過的對象均可以被回收

　　什么可以做GC ROOTS：虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中的引用的對象、方法區中類靜態屬性引用的對象、方法區中常量引用的對象、本地方法棧中JNI引用的對象

　　這些對象的特點：不可變并且隨時可能被用到，生命周期長

　　補充：可達性分析的算法，那么沒有在引用鏈上的對象都一定會被清理嗎？不一定。當運行可達性分析的算法之后，會對所有沒有在引用鏈上的對象進行一次標記和篩選，篩選的條件為：該對象覆蓋了finallize（）方法（這個方法是GC的時候如果這個對象要被回收則執行的方法，但是在Thinking in java中不推薦用來處理收尾工作），并且這個方法沒有被執行過，那么就會把這個對象放到一個低優先級隊列中執行，也就是這個對象的最后搶救的機會，如果這個時候這個對象把自己和在引用鏈上的引用連了起來，那么他在執行完finallize方法之后，再次判斷時就不會被清理，否則會在第二次可達性判斷的時候直接清理（因為finallize已經執行過一次了），如果沒有覆蓋這個方法，那么對不起，再見

　　回收算法介紹：

　　回收算法1：標記清理（Mark——sweep）算法

　　標記所有需要回收對象，然后將他們清理回收

　　問題：會產生內存碎片

　　優點：不需要暫停所有線程（Stop the world）

　　回收算法2：復制

　　標記后，將所有不需要回收的對象全部復制到一個空的內存中，然后清理剛剛使用的內存塊

　　問題：浪費資源，會有一些內存堆無法被使用

　　解決：用在新生代，新生代會有80%以上的對象經過一次GC就會死亡，因此采用Eden + Survivor * 2的辦法，Eden = 8 * Survivor大小（HotSpot默認），那么每次使用一個Eden + 一個Survivor，然后進行復制清理的時候，清理Eden + Survivor中，然后將可用的對象復制到空閑的Survivor中，然后全部清空前面的使用區，然后使用Eden 和復制到的Survivor

　　又一個問題：如果Survivor不夠怎么辦？向老年代借空間，叫做分配擔保，不夠存放的對象會通過分配擔保進入老年代

　　問題：需要 stop the world

　　回收算法3：標記整理（Mark——compact）

　　標記后，將可用內存向一側擺放，然后清理掉可用內存邊緣外部的所有內存區域

　　優點：沒有內存碎片的問題

　　問題：需要stop the world

　　回收算法4：分代收集

　　將堆分代（老年代、新生代），老年代采用標記整理、標記清理等方法，新生代采用復制方法。

　　為什么：因為老年代大部分對象是可用的，因此如果采用復制算法，雖然沒有內存碎片，但是空間浪費大，而且大部分對象沒有變化，而在新生代使用復制算法，可以犧牲很小的內存空間就獲得較好的效率

　　HotSpot中內存回收算法

　　枚舉根節點（GC ROOTs）

　　Java虛擬機采用準確式GC，有一個OOPmap來標記哪個位置有個對象，這樣在查找引用鏈的時候可以較快的找齊所有的引用鏈