內(nèi)存分配以及回收

Java虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，分為以下幾個(gè)模塊，包含所有線程共有的數(shù)據(jù)區(qū)和線程單獨(dú)享有的數(shù)據(jù)區(qū)。

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1. 程序計(jì)數(shù)器：字節(jié)碼行號(hào)，通過(guò)這個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)選取下一條需要執(zhí)行的指令，線程獨(dú)有。
2. 虛擬機(jī)棧：線程私有。方法在執(zhí)行時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀，用于存儲(chǔ)局部變量表等。局部變量表中存放了編譯器可知的基本數(shù)據(jù)類型、對(duì)象引用、returnAddress（指向了一條字節(jié)碼指令的地址）
3. 本地方法棧：與虛擬機(jī)棧類似，只不過(guò)這個(gè)地方是為native方法服務(wù)。
4. 堆：線程共用。存放對(duì)象實(shí)例。
5. 方法區(qū)：線程共用。存儲(chǔ)已經(jīng)被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量等。
6. 運(yùn)行時(shí)常量池：用于存放編譯期生成的字面量和符合引用。字面量就是我們所說(shuō)的常量概念，如文本字符串、被聲明為final的常量值等。符號(hào)引用是一組符號(hào)來(lái)描述所引用的目標(biāo)，符號(hào)可以是任何形式的字面量，只要使用時(shí)能無(wú)歧義地定位到目標(biāo)即可，一般包括下面三類常量：類和接口的全限定名、字段的名稱和描述符、方法的名稱和描述符。

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JVM通過(guò)根搜索算法來(lái)判定對(duì)象是否可以回收，一般對(duì)于不能從根（GC Roots）搜索到的對(duì)象是可以被回收的。
能夠被作為GC Roots對(duì)象有：虛擬機(jī)棧本地變量表中引用的對(duì)象（也就是正在調(diào)用的方法中引用的）；方法區(qū)中靜態(tài)屬性或常量引用的對(duì)象；本地方法棧引用的對(duì)象。

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可以被回收的對(duì)象并不一定絕對(duì)被回收，JVM先做一次標(biāo)記和篩選，把那些覆蓋了finalize方法的對(duì)象篩選出來(lái)然后觸發(fā)finalize方法，如果在finalize方法中對(duì)象復(fù)活，則不回收，否則回收，且finalize方法僅會(huì)被觸發(fā)一次。

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垃圾回收算法

1. 標(biāo)記-清除：把標(biāo)記為待回收的對(duì)象空間清除，容易造成大量空間碎片；
2. 復(fù)制算法：將內(nèi)存分為三個(gè)區(qū)域，一個(gè)較大的eden區(qū)和兩個(gè)較小的survivor區(qū)。每次GC都把存活的對(duì)象挪到其中一個(gè)servivor區(qū)，然后把eden全部清除。只對(duì)每次GC時(shí)存活對(duì)象較少時(shí)比較有效，適用于新生代；
3. 標(biāo)記-整理：把標(biāo)記后存活的對(duì)象向一個(gè)方向移動(dòng)，然后清除其它空間。比較適合老年代。

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內(nèi)存分配與回收策略

1. 對(duì)象默認(rèn)優(yōu)先分配在新生代；
2. 大對(duì)象直接分配到老年代；
3. 長(zhǎng)期存活的對(duì)象轉(zhuǎn)移到老年代：虛擬機(jī)給每個(gè)對(duì)象定義一個(gè)對(duì)象年齡，沒(méi)發(fā)生一次minor GC，年齡就增加一次，超過(guò)默認(rèn)值之后就會(huì)進(jìn)入到老年代。
4. 動(dòng)態(tài)對(duì)象年齡判定：對(duì)象不一定是必須到了默認(rèn)年齡才能進(jìn)入老年代，如果一個(gè)eden區(qū)中所有相同年齡的對(duì)象大小綜合超過(guò)eden一半的空間，那么大于等于這個(gè)年齡的對(duì)象也會(huì)進(jìn)入老年代。

類文件結(jié)構(gòu)

class文件是二進(jìn)制組成的，class有兩種數(shù)據(jù)類型：無(wú)符號(hào)數(shù)和表。
無(wú)符號(hào)數(shù)是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，其中u1表示1個(gè)字節(jié)、u2表示2個(gè)字節(jié)（一個(gè)字節(jié)8個(gè)bit，而4個(gè)bit可以表示1個(gè)16進(jìn)制的數(shù)，也就是說(shuō)1個(gè)字節(jié)可以用2個(gè)16進(jìn)制數(shù)表示）；
表是由多個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)或其它表構(gòu)成的。

1. magic是4個(gè)字節(jié)，也就是8個(gè)16進(jìn)制數(shù)，固定為CAFEBABE；后面分別是兩個(gè)版本號(hào)。
2. 常量池：跟著版本號(hào)之后的就是常量池（字面量和符號(hào)引用）。由于無(wú)法確認(rèn)一個(gè)類中常量池有多少常量，所有先有一個(gè)值來(lái)標(biāo)志有多少個(gè)，然后再是常量具體信息。
3. 訪問(wèn)標(biāo)志：常量池之后跟著的是2個(gè)字節(jié)的訪問(wèn)標(biāo)志。需要被標(biāo)志的內(nèi)容包括：是否public、是否final、是否abstract、是類或接口
4. 訪問(wèn)標(biāo)志之后是類索引（用于確定該類的全限定名）、父類索引（用于確定父類的全限定名）、接口所有集合（實(shí)現(xiàn)的接口可能不止一個(gè)）
5. 字段表集合：描述接口或類中聲明的變量，包含類變量和實(shí)例變量。
6. 方法表集合：描述類或接口中聲明的fangfa。
7. 屬性表結(jié)合：
   code屬性：java方法體中的代碼經(jīng)javac編譯后會(huì)存儲(chǔ)在code屬性中（接口中方法或抽象方法沒(méi)有code屬性）
   Exceptions屬性：列舉出方法throws后面拋出的異常；
   其它各屬性不再一一列舉。

類加載機(jī)制

類加載的時(shí)機(jī)
主動(dòng)引用的幾種情況才會(huì)加載（前提是此類沒(méi)有被加載過(guò)）

1. new一個(gè)對(duì)象、引用類的static變量（final變量除外）、調(diào)用類的static方法；
2. 對(duì)類進(jìn)行反射調(diào)用時(shí)；
3. 初始化一個(gè)類時(shí)，如果父類沒(méi)有被初始化，則先初始化父類；
4. 虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，初始化包含main方法的那個(gè)類

被動(dòng)引用不會(huì)觸發(fā)初始化

1. 調(diào)用父類靜態(tài)方法，不會(huì)初始化子類；
2. 通過(guò)數(shù)組定義引用類，不會(huì)觸發(fā)初始化；
3. 引用靜態(tài)常量不會(huì)觸發(fā)。

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加載過(guò)程

1. 通過(guò)一個(gè)類全限定名獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流（一般是class文件）
2. 將二進(jìn)制字節(jié)流轉(zhuǎn)化為方法區(qū)中的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3. 在內(nèi)存（堆）中生成這個(gè)類的Class類的對(duì)象，作為方法區(qū)這個(gè)類的各個(gè)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)入口

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連接過(guò)程

1. 驗(yàn)證階段：文件格式驗(yàn)證（是否符合Class文件規(guī)范）、元數(shù)據(jù)驗(yàn)證（是否符合java語(yǔ)法規(guī)范）、字節(jié)碼驗(yàn)證（確保語(yǔ)義是符合邏輯的）、符合引用驗(yàn)證。
2. 準(zhǔn)備階段：正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置初始值。
   有兩點(diǎn)需要注意：
   一，此處只為類變量分配內(nèi)存（static修飾的），不包含實(shí)例變量；
   二，設(shè)置的初始值是這個(gè)類型的0值，不是實(shí)際值（但被final修飾的賦的就是實(shí)際值）
3. 解析階段：將符合引用替換為直接引用

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初始化過(guò)程
初始化過(guò)程主要是執(zhí)行類構(gòu)造器<cinit>方法

1. <cinit>方法主要是手機(jī)所有類變量的賦值動(dòng)作，和靜態(tài)語(yǔ)句塊（staic {}）;
2. 虛擬機(jī)會(huì)保證<cinit>方法在父類中先調(diào)用，這樣說(shuō)明父類的static語(yǔ)句塊要比子類的static變量賦值操作先執(zhí)行，以下代碼中，字段B的值將會(huì)是2
3. 這也說(shuō)明了一個(gè)問(wèn)題：new一個(gè)對(duì)象時(shí)，靜態(tài)變量賦值和靜態(tài)語(yǔ)句塊會(huì)在類的構(gòu)造方法前執(zhí)行。

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類加載器

1. 比較兩個(gè)類對(duì)象是否相等，只有加載兩個(gè)類加載器的完全一樣，才有意義；
2. 如果一個(gè)類加載器收到一個(gè)類加載請(qǐng)求，它首先會(huì)請(qǐng)求委派給父類加載器完成，父類無(wú)法完成時(shí)，子類加載器才進(jìn)行加載。

虛擬機(jī)字節(jié)碼執(zhí)行引擎

運(yùn)行時(shí)棧幀結(jié)構(gòu)

1. 局部變量表：存放方法參數(shù)和局部變量。每個(gè)變量以slot為單位，slot可以復(fù)用注意，如果沒(méi)有int a = 0這一行代碼，placeholder是不會(huì)被回收的，因?yàn)槿绻患舆@行代碼，就沒(méi)有任何對(duì)局部變量表的讀寫操作，這個(gè)slot就不會(huì)被占用。
2. 操作數(shù)棧：方法執(zhí)行過(guò)程中，會(huì)有各種字節(jié)碼出棧入棧
3. 動(dòng)態(tài)鏈接：一部分符合引用在類加載時(shí)轉(zhuǎn)化為直接引用，這是靜態(tài)機(jī)械；而一部分則是運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)化為直接應(yīng)用，這叫動(dòng)態(tài)鏈接

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方法調(diào)用和分派

1. 所有的方法在Class文件中都是一個(gè)符合引用，而一部分方法在類加載時(shí)就直接解析為直接引用。這種方法必須是“編譯時(shí)已知，運(yùn)行時(shí)不可變”，就是靜態(tài)方法和私有方法兩大類
2. 靜態(tài)分派：依賴靜態(tài)類型來(lái)定位方法執(zhí)行版本稱為靜態(tài)分派，典型應(yīng)用是重載。
   Human是靜態(tài)類型，后面的Man和Women則是實(shí)際類型。
   靜態(tài)類型在編譯器可知，而動(dòng)態(tài)類型則是在運(yùn)行時(shí)才能知道。
3. 動(dòng)態(tài)分派：運(yùn)行期間根據(jù)實(shí)際類型來(lái)確定方法執(zhí)行版本，典型應(yīng)用是覆蓋。
   結(jié)果是
   

內(nèi)存模型及線程安全

JMM規(guī)定所有內(nèi)存都存儲(chǔ)于主內(nèi)存中，每條線程還有自己的工作內(nèi)存。
變量的讀取、賦值操作必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行。
內(nèi)存直接的交互操作，主要有以下8種操作：


8種操作需要滿足以下規(guī)則

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volatile關(guān)鍵字

1. volatile關(guān)鍵字保證了變量的所有線程的可見(jiàn)性，但并非是線程安全的。
   兩種情況下是線程不安全的：
   一，變量依賴于自身（比如i++之類的）
   二，變量依賴于其它變量（比如i=a+3）
2. volatile禁止語(yǔ)義重排序
3. volatile的具體實(shí)現(xiàn)
   

當(dāng)前題目：Java虛擬機(jī)
本文來(lái)源：http://www.yijiale78.com/article20/pcsejo.html

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