JVM内存模型

详情参考 简书 J先生有点儿屁 JVM内存模型

详情参考 csdn Steafan_ 深入理解Java-GC机制

一、JVM内存模型分类

JVM内存模型从线程维度归类分为：线程私有内存、线程共享内存、以及不在堆内的直接内存。

（一）直接内存

（二）线程私有型内存

​ 线程私有型内存 由三种：程序寄存器、Java栈、本地方法栈。

（三）线程共享型内存

​ 线程共享型内存 又分为两种：Java堆和本地方法区。

JVM-GC机制

Java虚拟机将堆内存进行了“分块处理”，

从广义上讲，在堆中进行垃圾回收分为新生代（Young Generation）和老生代（Old Generation）；

从细微之处来看，为了提高Java虚拟机进行垃圾回收的效率，又将新生代分成了三个独立的区域（这里的独立区域只是一个相对的概念，并不是说分成三个区域以后就不再互相联合工作了），分别为：Eden区（Eden Region）、From Survivor区（Form Survivor Region）以及To Survivor（To Survivor Region），

而Eden区分配的内存较大，其他两个区较小，每次使用Eden和其中一块Survivor。

GC实现机制-Java虚拟机在什么地方进行垃圾回收

​ 堆是Java虚拟机进行垃圾回收的主要场所，其次要场所是方法区。

GC实现机制-Java虚拟机具体实现流程

判断一个类是否“无用”，则需同时满足三个条件：

（1）、该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中不存在该类的任何实例；

 （2）、加载该类的ClassLoader已经被回收

 （3）、该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。
           

​ 虚拟机可以对满足上述3个条件的无用类进行回收，这里说的是可以回收而不是必然回收。

GC机制流程

虚拟机通过一个对象年龄计数器来判定哪些对象放在新生代，哪些对象应该放在老生代。
           

​ 如果对象在Eden出生并经过一次Minor GC后仍然存活，并且能被Survivor容纳的话，将被移动到Survivor空间中，并将该对象的年龄设为1。

​ 对象每在Survivor中熬过一次Minor GC，年龄就增加1岁，当他的年龄增加到最大值15时，就将会被晋升到老年代中。

​ 虚拟机并不是永远地要求对象的年龄必须达到MaxTenuringThreshold才能晋升到老年代，如果在Survivor空间中所有相同年龄的对象大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代，无需等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。

GC实现机制-Java虚拟机如何实现垃圾回收机制

（1）、引用计数算法（Reference Counting）

​ 给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的，这就是引用计数算法的核心。客观来讲，引用计数算法实现简单，判定效率也很高，在大部分情况下都是一个不错的算法。但是Java虚拟机并没有采用这个算法来判断何种对象为死亡对象，因为它很难解决对象之间相互循环引用的问题。

（2）、可达性分析算法（Reachability Analysis）

这是Java虚拟机采用的判定对象是否存活的算法。通过一系列的称为“GC Roots"的对象作为起始点，从这些结点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链（Reference Chain），当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的。可作为GC Roots的对象包括：虚拟机栈中引用的对象、方法区中类静态属性引用的对象、方法区中常量引用的对象。本地方法栈JNI引用的对象。
           

在上图可以看到GC Roots左边的对象都有引用链相关联，所以他们不是死亡对象，而在GCRoots右边有几个零散的对象没有引用链相关联，所以他们就会别Java虚拟机判定为死亡对象而被回收。

GC实现机制-何为死亡对象？

​ Java虚拟机在进行死亡对象判定时，会经历两个过程。如果对象在进行可达性分析后没有与GC Roots相关联的引用链，则该对象会被JVM进行第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是否有必要执行

finalize()方法

（详情见finalize的执行过程），如果当前对象没有覆盖该方法，或者finalize方法已经被JVM调用过都会被虚拟机判定为“没有必要执行”。

​ 如果该对象被判定为没有必要执行，那么该对象将会被放置在一个叫做F-Queue的队列当中，并在稍后由一个虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer线程去执行它，在执行过程中JVM可能不会等待该线程执行完毕，因为如果一个对象在finalize方法中执行缓慢，或者发生死循环，将很有可能导致F-Queue队列中其他对象永久处于等待状态，甚至导致整个内存回收系统崩溃。如果在finalize方法中该对象重新与引用链上的任何一个对象建立了关联，即该对象连上了任何一个对象的引用链，例如this关键字，那么该对象就会逃脱垃圾回收系统；如果该对象在finalize方法中没有与任何一个对象进行关联操作，那么该对象会被虚拟机进行第二次标记，该对象就会被垃圾回收系统回收。值得注意的是finaliza方法JVM系统只会自动调用一次，如果对象面临下一次回收，它的finalize方法不会被再次执行。

finalize的执行过程(生命周期)

(1) 首先，大致描述一下finalize流程：当对象变成(GC Roots)不可达时，GC会判断该对象是否覆盖了finalize方法，若未覆盖，则直接将其回收。否则，若对象未执行过finalize方法，将其放入F-Queue队列，由一低优先级线程执行该队列中对象的finalize方法。执行finalize方法完毕后，GC会再次判断该对象是否可达，若不可达，则进行回收，否则，对象“复活”。

(2) 具体的finalize流程：

对象可由两种状态，涉及到两类状态空间，

​ 一是终结状态空间 F = {unfinalized, finalizable, finalized}；

​ 二是可达状态空间 R = {reachable, finalizer-reachable, unreachable}。