内存模型
程序计数器
- 当前线程所执行的字节码的行号指示器，线程私有。字节码解析器的工作是通过改变这个计数器的值，来选取下一条需要执行的字节码指令。
java虚拟机栈
- 线程私有，生命周期与线程相同。
- Java方法执行的内存模型。每个方法创建一个栈帧，包含局部变量表，操作数栈等。
- 局部变量表存储编译期可知的基本数据类型，对象引用类型
本地方法栈
- 为native本地方法服务，与虚拟机栈类似。
java堆
- 所有线程共享
- 存放对象实例
- 垃圾收集重要区域，可以分为新生代和老年代，Eden、From Survivor和To Survivior
方法区
- 所有线程共享
- 存储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。
- 包含运行时常量池， class文件中存放的字面量和符号引用，类加载后进入运行时常量池存放。运行时常量池具备动态性，不止编译期产生的常量可以存放，运行期也可以存储。
- HotSpot使用永久代来实现方法区，垃圾回收主要针对常量池回收和类的卸载。JDK1.8后，采用元数据区实现方法区的作用。
对象创建
内存分配
- 指针碰撞
- 空闲列表
垃圾收集机制
概念
- Minor GC：指发生在新生代的垃圾收集动作，新生代Eden区满触发。
- Full GC：同时回收新生代、老年代，触发条件多：
- 调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行
- 老年代空间不足
- 方法区空间不足
- 通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存
- Minor GC发生时分配担保失败
- Stop The World：分析期间执行系统对象引用关系保持固定。
- 安全点：程序执行时并非所有地方都能停顿下来开始GC，只有到达安全点时才可以暂停。
- 安全区域：在一段代码片段中，引用关系不会发生变化。安全区域任意地方开始GC都是安全的。
确定回收对象
- 引用计数法，简单高效，存在循环引用问题
- 可达性分析，选定根节点并向下搜索，当对象和根节点之间没有引用链时，则此对象不可达
根节点包括：- 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
- 方法区中静态属性引用的对象
- 方法区常量引用的对象
- 本地方法栈中JNI（Native方法）引用的对象
引用的概念
引用分为强引用、软引用、弱引用和虚引用，强度依次减弱。
- 强引用，代码中“Object obj = new Object()”这类引用，垃圾收集器不回收强引用对象。
- 软引用，系统将要内存溢出前会进行回收。
- 弱引用，关联对象会在下一次垃圾收集中回收。
- 虚引用，不影响对象生存周期，目的是对象回收时，能收到系统通知。
两次标记过程
- 第一次标记，对象可达性分析后，没有与根节点相连的引用链。
- 筛选一次标记对象是否有必要执行finalize()方法，对象没有覆盖finalize()或者已经执行过finalize()，则此对象不需要执行。
- 需要执行finalize()的对象置入F-Queue中，并执行方法，finalize()中对象要与引用链上的对象建立连接，这是对象拯救自己被回收的最后一次机会。
- 第二次标记，F-Queue中没有自救的对象会被二次标记并回收。
- 对象的finalize()只会被系统自动调用一次，只有一次自救的机会 。
垃圾回收算法
- 标记清除算法
- 复制算法
- 标记整理算法
- 分代收集算法
垃圾收集器
Serial：新生代收集器。单线程，工作时必须停止其它线程（Stop the world），采用复制算法。
ParNew：Serial的多线程版本，同样需要暂停用户所有进程。
Parallel Scavenge：新生代收集器，采用复制算法，并行多线程。特点是可控制吞吐量，有GC自适应调节策略，是与ParNew的重要区别。
Serial Old：Serial的老年代版本
Parallel Old：Parallel Scavenge的老年代版本，多线程和标记整理算法
CMS：老年代收集器，以获取最短回收停顿时间为目标，基于标记清除算法。四个阶段，初始标记和重新标记要“Stop the world”：初始标记、并发标记、重新标记、并发清除。耗时最长的并发标记和并发清除过程可以与用户一起工作。
缺点：1.对CPU资源敏感。 2. 无法处理浮动垃圾 3. 基于标记清除算法
G1：基于标记整理算法，并行与并发，分代收集，空间整理，可预测的停顿。堆内存被划分为多个大小相等的内存块（Region）。使用Remembered Set来避免全堆扫描。初始标记、并发标记、最终标记、筛选回收。