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浅谈JVM和垃圾回收
阅读量:421 次
发布时间:2019-03-06

本文共 1401 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

JVM(Java Virtual Machine),也被称为Java虚拟机,是Java程序运行的核心引擎。它的主要功能是将Java编写的字节码转化为机器码供操作系统执行。尽管名字中的“虚拟机”让人联想到传统意义上的虚拟设备,但JVM实际上更像是一种高级的操作系统进程,负责隔离和管理底层操作系统的资源。

JVM的发展历程

JVM的发展经历了多个阶段,逐渐从最初的Classic VM发展到现在广泛使用的HotSpot VM。Classic VM是JDK 1.2之前的默认虚拟机,但在JDK 1.4版本后被HotSpot VM逐渐取代。HotSpot VM的出现解决了Classic VM在处理高负载任务时的性能问题,成为OpenJDK中的核心虚拟机。

JVM的内存管理

JVM将内存划分为几个关键区域:

  • 堆(Heap):负责存储大部分对象实例,几乎所有通过new关键字创建的对象都会在堆中分配内存。堆是垃圾回收的主要区域,支持分代机制,将堆划分为新生代和老年代。
  • 方法区(Method Area):存储类信息、常量、静态变量以及JIT编译后的代码缓存,与堆相比,垃圾回收的压力较小。
  • 虚拟机栈(VM Stack):线程私有,存储方法调用的局部变量、操作数栈、动态链接和返回地址。
  • 本地方法栈(Native Method Stack):服务于本地方法,与虚拟机栈类似,但专门处理Native方法。
  • 程序计数器(Program Counter):记录当前线程执行的位置,用于跟踪代码执行路径。
  • 垃圾回收机制

    JVM通过引用计数和可达性分析来识别垃圾对象:

  • 引用计数(Reference Counting):每个对象维护一个引用计数器,统计被其他对象引用次数。当计数器为零时,对象无作用可存。
  • 可达性分析(Reachability Analysis):通过遍历GC Roots确定是否还有其他对象引用,决定对象是否需要回收。
  • 垃圾回收算法主要包括:

  • 标记-清除(Mark-Sweep):标记无用对象,清除内存,存在内存碎片。
  • 复制算法(Copying Algorithm):将内存划分为两部分,存活对象复制至另一部分,减少碎片。
  • 标记-整理(Mark-Compact):标记后整理存活对象,减少碎片。
  • 分代收集(Generation GC):根据对象存活周期分代,新生代采用复制算法,老年代采用标记-清除或标记-整理。
  • 高级垃圾回收器

    现代JVM提供多种高级垃圾回收器:

  • Serial GC:串行处理,适合单核环境。
  • ParNew GC:并行处理新生代,性能优于串行。
  • CMS(Concurrent Mark Sweep):专注于减少停顿时间,适合需要高响应的应用。
  • G1(Garbage First):兼顾吞吐量和停顿时间,逐步替代CMS。
  • Parallel GC:旧版本的并行垃圾回收器。
  • JVM的优化与性能

    JVM通过以下方式优化性能:

  • JIT编译器(Just-In-Time Compiler):优化热点代码,减少解释型语言的性能损失。
  • 逃逸分析(Escape Analysis):识别本地变量和逃逸的对象,优化内存分配和垃圾回收。
  • 内存分配担保(Memory Management):确保内存分配和回收的连续性,避免内存碎片。
  • 通过对JVM的深入理解和优化,可以显著提升Java程序的性能和稳定性。

    转载地址:http://kiuuz.baihongyu.com/

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