前一段時(shí)間粗略看了一下《深入Java虛擬機(jī) 第二版》，可能是因?yàn)楣ぷ鞑乓荒甑脑虬桑粗值某粤?。畢竟如果具體到細(xì)節(jié)的話，Java虛擬機(jī)涉及的內(nèi)容太多了?？赡茉龠^(guò)一兩年去看會(huì)合適一些吧。

不過(guò)看了一遍《深入Java虛擬機(jī)》再來(lái)理解Java內(nèi)存管理會(huì)好很多。接下來(lái)一起學(xué)習(xí)下Java內(nèi)存管理吧。

請(qǐng)注意上圖的這個(gè)：

我們?cè)賮?lái)復(fù)習(xí)下進(jìn)程與線程吧：

進(jìn)程是具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)，進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。

線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，它是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位。線程自己基本上不擁有系統(tǒng)資源，只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中必不可少的資源(如程序計(jì)數(shù)器，一組寄存器和棧)，但是它可與同屬一個(gè)進(jìn)程的其他的線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源。

似乎現(xiàn)在更好理解了一些：

方法區(qū)和堆是分配給進(jìn)程的，也就是所有線程共享的。

而棧和程序計(jì)數(shù)器，則是分配給每個(gè)獨(dú)立線程的，是運(yùn)行過(guò)程中必不可少的資源。

下面我們逐個(gè)看下棧、堆、方法區(qū)和程序計(jì)數(shù)器。

1、方法區(qū)（Method Area）

方法區(qū)（Method Area）與Java堆一樣，是各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域，它用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。雖然Java虛擬機(jī)規(guī)范把方法區(qū)描述為堆的一個(gè)邏輯部分，但是它卻有一個(gè)別名叫做Non-Heap（非堆），目的應(yīng)該是與Java堆區(qū)分開(kāi)來(lái)。

2、程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）

程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）是一塊較小的內(nèi)存空間，它的作用可以看做是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器。在虛擬機(jī)的概念模型里（僅是概念模型，各種虛擬機(jī)可能會(huì)通過(guò)一些更高效的方式去實(shí)現(xiàn)），字節(jié)碼解釋器工作時(shí)就是通過(guò)改變這個(gè)計(jì)數(shù)器的值來(lái)選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令，分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴這個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)完成。

下面重點(diǎn)解下Java內(nèi)存管理中的棧和堆。

3、棧（Stacks）

在Java中，JVM中的棧記錄了線程的方法調(diào)用。每個(gè)線程擁有一個(gè)棧。在某個(gè)線程的運(yùn)行過(guò)程中，如果有新的方法調(diào)用，那么該線程對(duì)應(yīng)的棧就會(huì)增加一個(gè)存儲(chǔ)單元，即幀(frame)。在frame中，保存有該方法調(diào)用的參數(shù)、局部變量和返回地址。

Java的參數(shù)和局部變量只能是基本類型的變量(比如int)，或者對(duì)象的引用(reference)。因此，在棧中，只保存有基本類型的變量和對(duì)象引用。引用所指向的對(duì)象保存在堆中。(引用可能為Null值，即不指向任何對(duì)象)。

當(dāng)被調(diào)用方法運(yùn)行結(jié)束時(shí)，該方法對(duì)應(yīng)的幀將被刪除，參數(shù)和局部變量所占據(jù)的空間也隨之釋放。線程回到原方法，繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)所有的棧都清空時(shí)，程序也隨之運(yùn)行結(jié)束。

本地方法棧與虛擬機(jī)棧的區(qū)別：

本地方法棧（Native Method Stacks）與虛擬機(jī)棧所發(fā)揮的作用是非常相似的，其區(qū)別不過(guò)是虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行Java方法（也就是字節(jié)碼）服務(wù)，而本地方法棧則是為虛擬機(jī)使用到的Native方法服務(wù)。虛擬機(jī)規(guī)范中對(duì)本地方法棧中的方法使用的語(yǔ)言、使用方式與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并沒(méi)有強(qiáng)制規(guī)定，因此具體的虛擬機(jī)可以自由實(shí)現(xiàn)它。甚至有的虛擬機(jī)（譬如Sun HotSpot虛擬機(jī)）直接就把本地方法棧和虛擬機(jī)棧合二為一。與虛擬機(jī)棧一樣，本地方法棧區(qū)域也會(huì)拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常。

4、堆（Heap）

堆是JVM中一塊可自由分配給對(duì)象的區(qū)域。當(dāng)我們談?wù)摾厥?garbage collection)時(shí)，我們主要回收堆(heap)的空間。

Java的普通對(duì)象存活在堆中。與棧不同，堆的空間不會(huì)隨著方法調(diào)用結(jié)束而清空。因此，在某個(gè)方法中創(chuàng)建的對(duì)象，可以在方法調(diào)用結(jié)束之后，繼續(xù)存在于堆中。這帶來(lái)的一個(gè)問(wèn)題是，如果我們不斷的創(chuàng)建新的對(duì)象，內(nèi)存空間將最終消耗殆盡。

垃圾回收（Garbage Collection，GC）

垃圾回收(garbage collection，簡(jiǎn)稱GC)可以自動(dòng)清空堆中不再使用的對(duì)象。垃圾回收機(jī)制最早出現(xiàn)于1959年，被用于解決Lisp語(yǔ)言中的問(wèn)題。垃圾回收是Java的一大特征。并不是所有的語(yǔ)言都有垃圾回收功能。比如在C/C++中，并沒(méi)有垃圾回收的機(jī)制。程序員需要手動(dòng)釋放堆中的內(nèi)存。

由于不需要手動(dòng)釋放內(nèi)存，程序員在編程中也可以減少犯錯(cuò)的機(jī)會(huì)。利用垃圾回收，程序員可以避免一些指針和內(nèi)存泄露相關(guān)的bug(這一類bug通常很隱蔽)。但另一方面，垃圾回收需要耗費(fèi)更多的計(jì)算時(shí)間。垃圾回收實(shí)際上是將原本屬于程序員的責(zé)任轉(zhuǎn)移給計(jì)算機(jī)。使用垃圾回收的程序需要更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。

在Java中，對(duì)象的是通過(guò)引用使用的(把對(duì)象相像成致命的毒物，引用就像是用于提取毒物的鑷子)。如果不再有引用指向?qū)ο螅敲次覀兙驮僖矡o(wú)從調(diào)用或者處理該對(duì)象。這樣的對(duì)象將不可到達(dá)(unreachable)。垃圾回收用于釋放不可到達(dá)對(duì)象所占據(jù)的內(nèi)存。這是垃圾回收的基本原則。

早期的垃圾回收采用引用計(jì)數(shù)(reference counting)的機(jī)制。每個(gè)對(duì)象包含一個(gè)計(jì)數(shù)器。當(dāng)有新的指向該對(duì)象的引用時(shí)，計(jì)數(shù)器加1。當(dāng)引用移除時(shí)，計(jì)數(shù)器減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器為0時(shí)，認(rèn)為該對(duì)象可以進(jìn)行垃圾回收。

然而，一個(gè)可能的問(wèn)題是，如果有兩個(gè)對(duì)象循環(huán)引用(cyclic reference)，比如兩個(gè)對(duì)象互相引用，而且此時(shí)沒(méi)有其它(指向A或者指向B)的引用，我們實(shí)際上根本無(wú)法通過(guò)引用到達(dá)這兩個(gè)對(duì)象。

因此，我們以棧和static數(shù)據(jù)為根(root)，從根出發(fā)，跟隨所有的引用，就可以找到所有的可到達(dá)對(duì)象。也就是說(shuō)，一個(gè)可到達(dá)對(duì)象，一定被根引用，或者被其他可到達(dá)對(duì)象引用。

以上就是詳解JAVA 內(nèi)存管理的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于JAVA 內(nèi)存管理的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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