1.前言

---

Android的虛擬機是根據移動設備的特點基于Java虛擬機(JVM)改進而來，雖然沒有保留規范，但作為Java語言的使用者，了解一下JVM的規范還是有必要的。

2.JVM內存模型

---

JVM在執行Java程序時，會把它管理的內存劃分為若干個的區域，每個區域都有自己的用途和創建銷毀時間。如下圖所示，可以分為兩大部分，線程私有區和共享區：

Memory.png

2.1.線程私有區

• 程序計數器。當同時進行的線程數超過CPU數或其內核數時，就要通過時間片輪詢分派CPU的時間資源，不免發生線程切換。這時，每個線程就需要一個屬于自己的計數器來記錄下一條要運行的指令。如果將是Java方法，則記錄執行的字節碼地址；是本地方法，則計數器為空。

• 虛擬機棧，與線程同時創建。每個方法執行時都會創建一個棧幀來存儲方法的信息，新調用的方法入棧，返回的出棧，所以棧的大小決定方法調用的可達深度。若需要的棧深度大于可用深度時，則StackOverflowError；若棧進行擴展，但內存不夠時，OutOfMemoryError。

• 本地方法棧，與虛擬機棧作用相似。但它不是為Java方法服務的，而是本地方法(C語言)。由于規范對這塊沒有強制要求，不同虛擬機實現方法不同。

2.2.線程共享區

此區域是用來存儲被各線程共享的數據的。

• 方法區，用于存放加載類的元數據信息，如常量、靜態變量和即時編譯器編譯后的代碼。若要分代，算是永久代，以前類大多“static”的，很少被卸載或收集，現回收廢棄常量和無用的類。其中運行時常量池存放編譯生成的各種常量。

• 堆，存放對象實例和數組，是垃圾回收的主要區域，分為新生代和老年代。剛創建的對象在新生代的Eden區中，經過GC后進入新生代的S0區中，再經過GC進入新生代的S1區中，15次GC后仍存在就進入老年代。這是按照一種回收機制進行劃分的，不是固定的。若堆的空間不夠實例分配，則OutOfMemoryError。

2.3.注意事項

棧是運行時單位，代表著邏輯，內含基本數據類型和堆中對象引用，所在區域連續，沒有碎片；堆是存儲單位，代表著數據，可被多個棧共享(包括成員中基本數據類型、引用和引用對象)，所在區域不連續，會有碎片。

3.垃圾回收

---

我們都知道調用 System.gc() 方法只是通知系統去回收，是否回收不能確定。

3.1.回收的判斷

JVM中，將一個對象真正回收需經歷兩次標記過程，每次都是先判斷對象有沒有被持有引用，再判斷對象是否必要執行 finalize() 方法。

• 持有判斷。最先使用是引用計數算法，當對象有一個引用，即增加一個計數；刪除一個引用，即減少一個計數。計數為零的對象，判斷為不可用，但是無法處理循環引用的問題。現主流的都是可達性分析算法，通過將一系列稱為GC Roots的對象作為起始點，開始向下搜索，走過的路徑則是引用鏈。若所有GC Roots都與某對象無引用鏈相連，即不可達時，判斷為不可用。
  注意：GC Roots對象包括：虛擬機棧(棧幀中的本地變量表)中引用對象；方法區中類靜態屬性引用的對象；方法區中常量池引用的對象；本地方法棧(一般的本地方法，即JNI)中引用的對象。

• 必要判斷。當對象沒有重寫 finalize() 方法或者 finalize() 方法已被虛擬機調用過，都將視為“沒有必要執行”。否則此對象將放置在F-Queue的隊列中，由一個虛擬機自動建立的、低優先級的Finalizer線程去觸發該方法，但不承諾等待它運行結束，以防執行緩慢或為死循環，導致隊列其它對象永久等待，乃至內存回收系統崩潰。

• 對F-Queue中對象進行二次標記。只要有對象重新與GC Roots對象關聯，就會被移出隊列，否則GC回收。

3.2.垃圾收集算法

當確定哪些垃圾可以被回收后，需要做的就是高效地進行垃圾回收。由于JVM沒有給出明確的規定，各廠商實現方式不同，這里只討論常見垃圾收集算法的核心思想。

• 標記-清除算法，最基礎的算法，分為兩個階段。標記階段：標出所有需要被回收的對象；清除階段：回收被標記對象所占用的空間。但容易產生大量內存碎片，導致無足夠空間分配給大對象，從而提前觸發垃圾收集動作。

• 復制算法，為了解決標記-清除算法的缺陷。將可用內存按容量分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當一塊用完時，復制可用對象至另一塊并清除自己的內存空間，從而避免出現內存碎片。但可用內存為實際的一半，利用率低；且當存活對象很多時，效率也會降低。

• 標記-整理算法，吸取以上兩種算法優點。標記階段與標記-清除算法同階段一致，整理階段則將存活對象移向一端，再清理邊界以外空間。

• 分代收集算法，目前主流。根據對象存活的生命周期，將內存劃分為兩大區域。老年代：每次垃圾收集只有少量對象需回收，一般采用標記-整理算法；新生代：每次垃圾收集都有大量對象需回收，大部分采用復制算法。但空間上不是等大的兩塊，而是一塊大的Eden區域，兩塊小的Survivor區域，每次只使用一大一小兩區域。垃圾回收時，它們將內部存活對象都移至空閑的小區域并清理自己。

3.3.垃圾收集器

垃圾收集算法是理論，而垃圾收集器是實現。下面根據海子的文章列出HotSpot(JDK 7)提供的幾種垃圾收集器。

• Serial/Serial Old 收集器是最基本最古老的收集器，它是一個單線程收集器，并且在它進行垃圾收集時，必須暫停所有用戶線程。Serial收集器是針對新生代的收集器，采用的是Copying算法；Serial Old收集器是針對老年代的收集器，采用的是Mark-Compact算法。它的優點是實現簡單高效，但是缺點是會給用戶帶來停頓。

• ParNew 收集器是Serial收集器的多線程版本，使用多個線程進行垃圾收集。

• Parallel Scavenge/Parallel Old 收集器是多線程(并行)收集器。Parallel Scavenge收集器是針對新生代的收集器，它在回收期間不需要暫停其他用戶線程，其采用的是Copying算法，該收集器與前兩個收集器有所不同，它主要是為了達到一個可控的吞吐量；Parallel Old收集器是針對老年代的收集器，使用多線程和Mark-Compact算法。

• CMS(Current Mark Sweep)收集器是一種以獲取最短回收停頓時間為目標的收集器，它是一種并發收集器，采用的是Mark-Sweep算法。

• G1收集器是當今收集器技術發展最前沿的成果，它是一款面向服務端應用的收集器，它能充分利用多CPU、多核環境。因此它是一款并行與并發收集器，并且它能建立可預測的停頓時間模型。

4.內存分配

---

內存分配主要是在堆上分配，由于涉及到分配時某區域空間不足等問題，需結合垃圾收集器和JVM相關參數，所以規則不是固定的。

5.總結

到這里，基本上可以在寫代碼時大致知道對象的內存情況，所以一定要注意避免內存泄露及其導致的內存溢出問題。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的jvm内存模型_JVM内存模型的相关概念的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。