JVM内存模型与垃圾回收

内存模型

  堆栈的分开设计

1. 栈存储了处理逻辑，堆存储了具体的数据，这样隔离设计更为清晰
2. 堆栈分离使得堆可以被多个栈共享
3. 栈保存了上下文的信息，因此只能向上增长；而堆是动态分配的

  栈的大小可以通过-XSs设置，如果不足的话，会引起java.lang.StackOverflowError的异常

栈区

  线程私有，生命周期跟线程相同，每个方法执行的时候都会创建一个栈帧(stack frame)用于存放局部变量表，操作栈，动态链接，方法出口。

堆

  存放对象实例，所有对象的内存都在这里分配。垃圾回收主要就是作用于这里。

1. 堆的内存由-Xms指定，默认是物理内存的1/64；最大的内存由-Xmx指定，默认是物理内存的1/4。
2. 默认空余的堆内存小于40%时，就会增大，直到-Xmx设置的内存。具体的比例可以由-XX:MinHeapFreeRatio指定。
3. 空余的内存大于70%时，就会减少内存，直到-Xms设置的大小。具体由-XX:MaxHeapFreeRatio指定。
     因此一般都将这两个参数设置成一样大，避免JVM不断调整大小。

程序计数器

  这里记录了线程执行的字节码的行号，在分支，循环，跳转，异常，线程恢复等都依赖这个计数器。

方法区

  类型信息，字段信息，方法信息，其他信息。

垃圾回收

  在Java中，如果对象实体没有引用指向的话，存储该实体的内存便成为垃圾。JVM会有一个系统线程专门负责回收垃圾。垃圾同时包括分配对象内存间的碎片。
  判断对象可以回收的情况：

1. 显示的把某个引用置位 NULL 或者指向别的对象
2. 局部引用指向的对象
3. 弱引用关联的对象

  目前JVM主要采取 Generational Collection 分代收集的方法进行回收，思想是把JVM分成不同的区域，每种区域使用不同的方法进行垃圾回收。它是Mark-Sweep标记-清除算法(会造成内存碎片)，Copying 复制算法(不涉及对象的删除，将可用的对象从一个地方拷贝到另一个地方，因此适合大量对象回收，如新生代回收)，Mark-Compact 标记-整理算法(适合解决碎片问题，但是会增加停顿)的合体。

堆内存分为3个区域：

• 新生代(Young Generation)：用于存放新创建的对象，采用复制回收方法，这里的垃圾回收叫做 Minor GC。
• 年老代(Old Generation)：这些对象垃圾回收的频率较低，采用的标记整理方法，这里的垃圾回收叫做 Major GC。
• 永久代(Permanent Generation)：存放 Java 本身的一些数据，当类不再使用时，也会被回收。

垃圾收集器

1. 串行收集器 Serial：这种收集器就是以单线程的方式收集，垃圾回收的时候其他线程也不能工作。
2. 并行收集器 Parallel：以多线程的方式进行收集。
3. 并发标记清除收集器 Concurrent Mark Sweep Collector, CMS：大致的流程为：初始标记–并发标记–重新标记–并发清除
4. G1收集器 Garbage First Collector：大致的流程为：初始标记–并发标记–最终标记–筛选回收