【拒绝一问就懵】之你多少要懂点内存回收机制

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程序计数器是线程私有的内存区域，这个区域是 Java 虚拟机中唯一一个没有限制 OutOfMemoryError 的内存区域。之所以需要它是因为Java的多线程机制是通过轮流切换分配处理器执行时间来实现的，所以会涉及到线程的暂停和重启，而在一个线程中如果正在执行Java方法的话，这个计数器就回去记录当前正在执行的虚拟机字节码，一旦被暂停，恢复只需要从程序计数器记录的为止继续执行就可以。

但是，如果线程中执行的是一个Native方法，那么程序计数器是不会去记录的，所以此时的程序计数器为空。

虚拟机栈Stack

Java虚拟机栈也是线程私有的。一条线程启动就会为它建立一个虚拟机栈。

在线程中每有一个Java方法被调用就会创建一个 “栈帧” 。每个 “栈帧” 会保存执行该方法所需的局部变量表（一般Java程序员喜欢用这个部分来代表栈）、操作数栈、动态链接以及方法出口等信息。

如果一个线程中有过多的 “栈帧” 要入到虚拟机栈中，即短时间内调用了过多的方法，就会造成 -- 栈益处 -- ，即 StackOverflowError 错误。

在这个内存区域中，如果虚拟机需要扩展内存，但没有申请到足够的内存，就会抛出 OutOfMemoryError 错误。

本地方法栈

和虚拟机栈有些类似，但它是为Native方法提供服务的。

Java堆Heap

Java的堆内存是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。它是所有线程所共享的，用于存放对象实例和数组，Java虚拟机的GC主要就发生在这个地方。因此这块区域也叫做"GC堆"。

Java堆的内存可以按照垃圾回收算法【分代回收】分为【新生代区】和【老年区】，进一步的，【新生代区】可以分为【Eden区】、【From Survivor区】和【To Survivor区】。

从内存角度来说，Java堆内存又被划分为线程共享的内存区域和每个线程私有的内存区域。

在Java堆区域中，如果没有内存分配给要创建的实例，并且堆也不能够再扩展，就会抛出 OutOfMemoryError 错误。

回收算法

在 Java8 之后， Heap Segment 真正意义上的是由 Young Generiation 和 Old Generiation 组成的。对象在其中是 标记复制算法 来判定一个对象是否应该被清理掉。

Heap Segment 中发生的GC称为 Major GC ，只会影响 Heap Segment 区。

Young Generiation中的GC变化 — 复制算法

这个区域发生的GC称为 Minor GC 。

• 当对象被创建后，首先会被加入 eden 区。当 eden 区满了之后，就会触发一次GC，存活下来的对象会被复制到 survivor 区。
• 当不为空的 Survivor 区满了，同样会触发一次GC。
• 当短时间内有大量对象创建和释放同样会造成 内存抖动 ，会触发CG。
• 如图所示， survivor 有两个区域，其中一个总是保持为空。
• 现假设两个 Survivor 区分别为S0，S1，并且首次GC时， eden 区中存活的对象被复制到S0中。当再次发生GC时，S0和 eden 中仍然存活的对象就会被复制到空的S1中，此时S0为空；再次发生GC时，S1和 eden 中存活的对象将被复制到S0中，此时S1为空；再次发生GC...就是这样进行的。当一个对象被来回复制转移的次数达到阀值(默认为15次，可以通过使用 -XX:MaxTenuringThreshold 该命令来调整阀值)时，这个对象将被复制到 Old Generiation 区中，此时该对象将会变的相对安全，因为 Old Segment 区的GC频率相对较低。

Old Segment中的GC变化

这个区域发送的GC成为 Full GC 。

• 该区域满了之后会触发一次GC，在该次GC中，一些年龄较大的对象会被清理掉。
• 若多次触发GC后，该区域仍然处于满的状态，则会抛出 OutOfMemoryError 。
• 以两种情况下，新建对象会被直接复制到该区域中:
  • 当新建对象所需要的内存大于1/2的单个 survivor 区内存时。比如一些很长的对象；
  • 当新建对象被该区中的对象引用时，或者引用了该区域中的对象。

方法区

Java的方法区和Java的堆内存一样是被线程所共有的。它主要存放虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译产生的代码等。

一些地方会将方法区合并到Java堆中一起去说。把它作为“永久代”。这在Hot-Spot虚拟机而言成立，但是一般来说是不成立的。

Java的方法区如果内存不够分配的话，也是会抛出 OutOfMemoryError 错误的。也就是如果加载过多类到方法区的话，可能会造成方法区内存益处。

对象的可到达性

在GC检查对象的是否可以回收时，是根据对象是否可到达引用练顶端的 GC Roots 对象来判断的。 GC Roots 对象一般是虚拟机栈中变量表中引用的对象、类静态属性引用的对象、常量对象、JNI传到底层的对象。就是说，一个对象如果溯源不到这几种类型的对象的话，就认为它是无法到达的，那么它将会在GC时被回收。

新的引用类型

在JDK 1.2之后，Java扩充了4种引用类型定义：

强应用类型

即我们平时通过new关键字创建出来的的对象的引用，只要强引用还存在，那么这些对象就一定不回被回收，即使时抛出 OutOfMemoryError 。什么时候强引用会不存在呢？当一个方法执行完，栈帧中的变量表将会被清理，在该方法中创建使用的临时强引用就会被清理掉，之后，原本它指向的对象就被变的不可到达。

软引用类型

用来描述一些有用但不是必须的对象，即通过 SoftReference 创建的对象，它们将会在原本确定要发生内存溢出前的一次GC中被回收，如果回收完内存还是不够，Java堆就会抛出 OutOfMemoryError 错误。就是说，在触发内存溢出发生前，这些对象是和强引用一样，只要引用还在，就不会被回收。

弱引用类型

用来描述一些不必须的对象，即通过 WeakReference 创建的对象。弱引用对象的生命周期只有一次GC。

虚引用类型

一个对象的存在与否完全不受虚引用的影响，它唯一的用处就是可以用来监测一个对象是否被回收。

方法区中的-运行时常量池

运行时常量池主要存放类中编译时期生成的常量，当然也可以动态的往里面添加。

比如：

"abc".intern();
复制代码

这个方法首先会检查运行时常量池中是否有这个字符串，有的话取出来用，没有的话生成一个并存到常量池中。

再比如，运行过程中生成通过 static 修饰的String时，也会加入到常量池中。对于String而言， 常量 + 常量 生成的也是常量，但是 常量 + 变量 生成的就是变量了。

关于Dalvik虚拟机

Dalvik虚拟机是Google按照JVM虚拟机规范定制的虚拟机，它更符合移动设备的环境要求。与标准虚拟机不同：

• Dalvik编译生成的是 .dex 文件，这种格式的文件体积更小。而JVM规范的是 .class 文件。
• Dalvik虚拟机是基于寄存器的，而JVM规范是基于栈的，所以速度方面会有优势。比如上面的说的标准Java虚拟机中，它的虚拟机栈就为线程的运行提供了服务。而Dalvik虚拟机中，使用寄存器去储存运行指令，同时寄存器也提供了程序计数器。寄存器是处理器的一部分哦！
• Dalvik虚拟机允许在内存中创建都个实例，以隔离不同的应用程序。这样，当一个应用程序在自己的进程中崩溃后，不会影响其它进程的运行。