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Android面试(一)Java虚拟机内存结构分析

2022-06-06 13:26

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1、Java虚拟机内存结构模型

Java虚拟机内存结构分:JVM堆、方法区、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器。

JVM堆:所有线程共享的运行时内存区域,是GC回收的主场所,Java堆保存Java的实例对象,从内存回收对象的存活来分析,堆又可以分为新生代、老年代。

方法区:方法区是线程共享的运行时内存区域,存储虚拟机加载的类的结构信息,如常量、方法、属性字段、静态变量等。

虚拟机栈:线程创建之初,Java虚拟机会为每一个线程开辟一块虚拟机栈空间,存储线程方法调用的局部变量,计算中间量,参数等,是线程私有的内存区域。

本地方法栈:线程私有的用于native方法引用的内存栈空间。

程序计数器:Java虚拟机是通过分配CPU处理时间来轮流切换执行线程的方式实现多线程的。在每个线程创建之初,会为每个线程分配程序计数器,用于记录CPU切换时当前线程的执行位置,以便CPU再次切换执行该线程时能准确接着之前的程序执行。

2、Java虚拟机的执行流程 编译期,虚拟机将.java文件编译成.class文件; 运行期,虚拟机ClassLoader加载.class文件。

只要是能编译成二进制文件的.class文件都可以被虚拟机识别。

3、类加载过程 JVM运行时遇到一个类,会先到方法区寻找该类对应的.class信息,如果存在就调用,不存在就会把类文件加载到方法区; 加载.class文件到方法区时,先加载父类后加载子类,先把静态变量加载到方法区的静态区域再加载非静态变量; 加载静态内容,把所有静态内容加载到方法区静态区域后,对静态变量进行默认初始化,然后再进行显式初始化,静态变量显式初始化完成后,执行静态代码块; 最后把非静态内容加载到方法区的非静态区域内,类加载完成。 4、对象创建过程 new一个对象时,会在堆内存开辟一块空间,并给该空间分配一个地址; 把该对象的所有非静态成员加载到该空间下,所有非静态成员加载完成后,对其进行默认初始化; 非静态成员初始化完成以后,调用构造方法。调用构造方法又分以下几步: 调用super()方法,有时候构造方法是this(),那么一直调用下去;如果两者都不存在,就调用父类默认构造函数; 显式初始化非静态成员; 执行构造代码块。 5、GC

什么是GC?

为什么GC?

怎么GC?

GC(Garbage Collection)垃圾收集,垃圾回收,GC功能可以根据内存使用情况适时地释放没用的资源。

我们的虚拟机内存是有限的,程序运行中不断地对象、变量创建,一步步蚕食着内存空间直到内存满而溢出(OOM),导致程序系统崩溃,这其中其实有很多长久没有调用的甚至死亡的对象,就需要将其清理从而释放出内存空间达到使用可持续性。

GC垃圾回收是通过垃圾标记算法、垃圾回收算法进行

5.1垃圾标记算法

引用计数算法:给每一个对象一个计数器,当该对象被引用是计数器加1,中断引用就减1,直到计数器为0时可以回收。可能存在问题就是两个脱离GC root的对象互相引用,那么这两个对象的计数器就都永远不为0。

可达性分析算法(根搜索算法):通过GC root对象向下搜索,没有在该搜索路径下的对象就是可以回收的对象。

从上图可以看出白色对象都有引用链关联,Java虚拟机会认为这些对象还是成活的,不会去回收。而右边红色对象与GC Root是中断的没有连接的,Java虚拟机就会将这些对象认为是可回收对象。

那么问题来了,那些对象可以作为GC Root对象呢?

可以作为GC root对象:

虚拟机栈引用的对象;

方法区常量引用的对象;

方法区类静态变量引用的对象;

本地方法栈中JNI引用的对象。

5.2垃圾回收算法

标记清除算法:就是根据垃圾标记清除可回收对象,缺点就是会出现不连续的内存碎片,当需要时开辟内存空间不足再次触发GC。

复制算法:将内存均分为2,使用其中的一份,当内存GC时,将使用内存存活的对象复制到另一块内存空间,然后清空使用的那块内存,虽然解决了内存碎片问题但是造成内存浪费。

标记压缩算法:让存活的对象向一端移动然后清除边界外的内存。

分代收集算法:Java堆内存根据对象存活周期可以分为新生代和老年代,根据分区不同采用不同的收集算法。

新生代:GC存活对象少采用复制算法。

老年代:GC后存活对象多,空间少,采用标记清除算法或者标记压缩算法。

 


作者:戒不掉的码瘾


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