java虛擬機(jī)工作原理及引用的四種狀態(tài)

一、Java引用的四種狀態(tài)：
　　強(qiáng)引用：
　　用的最廣。我們平時(shí)寫代碼時(shí)，new一個(gè)Object存放在堆內(nèi)存，然后用一個(gè)引用指向它，這就是強(qiáng)引用。
　　*　　如果一個(gè)對象具有強(qiáng)引用，那垃圾回收器絕不會回收它*。當(dāng)內(nèi)存空間不足，Java虛擬機(jī)寧愿拋出OutOfMemoryError錯(cuò)誤，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強(qiáng)引用的對象來解決內(nèi)存不足的問題。
　　軟引用：
　　如果一個(gè)對象只具有軟引用，則內(nèi)存空間足夠時(shí)，垃圾回收器就不會回收它；如果內(nèi)存空間不足了，就會回收這些對象的內(nèi)存。（備注：如果內(nèi)存不足，隨時(shí)有可能被回收。）
　　只要垃圾回收器沒有回收它，該對象就可以被程序使用。軟引用可用來實(shí)現(xiàn)內(nèi)存敏感的高速緩存。
　　弱引用：
　　弱引用與軟引用的區(qū)別在于：只具有弱引用的對象擁有更短暫的生命周期。
　　*　　每次執(zhí)行GC的時(shí)候，一旦發(fā)現(xiàn)了只具有弱引用的對象，不管當(dāng)前內(nèi)存空間足夠與否，都會回收它的內(nèi)存。不過，由于垃圾回收器是一個(gè)優(yōu)先級很低的線程，因此不一定會很快發(fā)現(xiàn)那些只具有弱引用的對象*。
　　虛引用：
　　“虛引用”顧名思義，就是形同虛設(shè)，與其他幾種引用都不同，虛引用并不會決定對象的生命周期。如果一個(gè)對象僅持有虛引用，那么它就和沒有任何引用一樣，在任何時(shí)候都可能被垃圾回收器回收。
　　虛引用主要用來跟蹤對象被垃圾回收器回收的活動。
　　注：關(guān)于各種引用的詳解，可以參考這篇博客：
　　http://zhangjunhd.blog.51cto.com/113473/53092
　　二、Java中的內(nèi)存劃分：
　　Java程序在運(yùn)行時(shí)，需要在內(nèi)存中的分配空間。為了提高運(yùn)算效率，就對數(shù)據(jù)進(jìn)行了不同空間的劃分，因?yàn)槊恳黄瑓^(qū)域都有特定的處理數(shù)據(jù)方式和內(nèi)存管理方式。
　　
　　上面這張圖就是jvm運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。具體劃分為如下5個(gè)內(nèi)存空間：（非常重要）
　　- 程序計(jì)數(shù)器：保證線程切換后能恢復(fù)到原來的執(zhí)行位置
　　- 虛擬機(jī)棧：（棧內(nèi)存）為虛擬機(jī)執(zhí)行java方法服務(wù)：方法被調(diào)用時(shí)創(chuàng)建棧幀–》局部變量表-》局部變量、對象引用
　　本地方法棧：為虛擬機(jī)執(zhí)使用到的Native方法服務(wù)
　　堆內(nèi)存：存放所有new出來的東西
　　方法區(qū)：存儲被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)常量、靜態(tài)方法等。
　　運(yùn)行時(shí)常量池（方法區(qū)的一部分）
　　GC對它們的回收：
　　內(nèi)存區(qū)域中的程序計(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧、本地方法棧這3個(gè)區(qū)域隨著線程而生，線程而滅；棧中的棧幀隨著方法的進(jìn)入和退出而有條不紊地執(zhí)行著出棧和入棧的操作，每個(gè)棧幀中分配多少內(nèi)存基本是在類結(jié)構(gòu)確定下來時(shí)就已知的。在這幾個(gè)區(qū)域不需要過多考慮回收的問題，因?yàn)榉椒ńY(jié)束或者線程結(jié)束時(shí)，內(nèi)存自然就跟著回收了。
　　GC回收的主要對象：而J**ava堆和方法區(qū)**則不同，一個(gè)接口中的多個(gè)實(shí)現(xiàn)類需要的內(nèi)存可能不同，一個(gè)方法中的多個(gè)分支需要的內(nèi)存也可能不一樣，我們只有在程序處于運(yùn)行期間時(shí)才能知道會創(chuàng)建哪些對象，這部分內(nèi)存的分配和回收都是動態(tài)的，GC關(guān)注的也是這部分內(nèi)存，后面的文章中如果涉及到“內(nèi)存”分配與回收也僅指著一部分內(nèi)存。
　　1、程序計(jì)數(shù)器：（線程私有）
　　每個(gè)線程擁有一個(gè)程序計(jì)數(shù)器，在線程創(chuàng)建時(shí)創(chuàng)建，
　　指向下一條指令的地址
　　執(zhí)行本地方法時(shí)，其值為undefined
　　說的通俗一點(diǎn)，我們知道，Java是支持多線程的，程序先去執(zhí)行A線程，執(zhí)行到一半，然后就去執(zhí)行B線程，然后又跑回來接著執(zhí)行A線程，那程序是怎么記住A線程已經(jīng)執(zhí)行到哪里了呢？這就需要程序計(jì)數(shù)器了。因此，為了線程切換后能夠恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置，每條線程都有一個(gè)獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器，這塊兒屬于“線程私有”的內(nèi)存。
　　2、Java虛擬機(jī)棧：（線程私有）
　　每個(gè)方法被調(diào)用的時(shí)候都會創(chuàng)建一個(gè)棧幀，用于存儲局部變量表、操作棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息。局部變量表存放的是：編譯期可知的基本數(shù)據(jù)類型、對象引用類型。
　　每個(gè)方法被調(diào)用直到執(zhí)行完成的過程，就對應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)中從入棧到出棧的過程。
　　在Java虛擬機(jī)規(guī)范中，對這個(gè)區(qū)域規(guī)定了兩種異常情況：
　?。?）如果線程請求的棧深度太深，超出了虛擬機(jī)所允許的深度，就會出現(xiàn)StackOverFlowError（比如無限遞歸。因?yàn)槊恳粚訔颊加靡欢臻g，而 Xss 規(guī)定了棧的最大空間，超出這個(gè)值就會報(bào)錯(cuò)）
　　（2）虛擬機(jī)?？梢詣討B(tài)擴(kuò)展，如果擴(kuò)展到無法申請足夠的內(nèi)存空間，會出現(xiàn)OOM
　　3、本地方法棧：
　?。?）本地方法棧與java虛擬機(jī)棧作用非常類似，其區(qū)別是：java虛擬機(jī)棧是為虛擬機(jī)執(zhí)行java方法服務(wù)的，而本地方法棧則為虛擬機(jī)執(zhí)使用到的Native方法服務(wù)。
　?。?）Java虛擬機(jī)沒有對本地方法棧的使用和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做強(qiáng)制規(guī)定，Sun HotSpot虛擬機(jī)就把java虛擬機(jī)棧和本地方法棧合二為一。
　?。?）本地方法棧也會拋出StackOverFlowError和OutOfMemoryError。
　　4、Java堆：即堆內(nèi)存（線程共享）
　?。?）堆是java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存區(qū)域中最大的一塊，java堆是被所有線程共享的內(nèi)存區(qū)域，在java虛擬機(jī)啟動時(shí)創(chuàng)建，堆內(nèi)存的唯一目的就是存放對象實(shí)例幾乎所有的對象實(shí)例都在堆內(nèi)存分配。
　?。?）堆是GC管理的主要區(qū)域，從垃圾回收的角度看，由于現(xiàn)在的垃圾收集器都是采用的分代收集算法，因此java堆還可以初步細(xì)分為新生代和老年代。
　　（3）Java虛擬機(jī)規(guī)定，堆可以處于物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間中，只要邏輯上連續(xù)的即可。在實(shí)現(xiàn)上既可以是固定的，也可以是可動態(tài)擴(kuò)展的。如果在堆內(nèi)存沒有完成實(shí)例分配，并且堆大小也無法擴(kuò)展，就會拋出OutOfMemoryError異常。
　　5、方法區(qū)：（線程共享）
　?。?）用于存儲已被虛擬機(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)。
　?。?）Sun HotSpot虛擬機(jī)把方法區(qū)叫做永久代（Permanent Generation），方法區(qū)中最終要的部分是運(yùn)行時(shí)常量池。
　　6、運(yùn)行時(shí)常量池：
　　（1）運(yùn)行時(shí)常量池是方法區(qū)的一部分，自然受到方法區(qū)內(nèi)存的限制，當(dāng)常量池?zé)o法再申請到內(nèi)存時(shí)就會拋出OutOfMemoryError異常。
　　三、Java對象在內(nèi)存中的狀態(tài)：
　　可達(dá)的/可觸及的：
　　Java對象被創(chuàng)建后，如果被一個(gè)或多個(gè)變量引用，那就是可達(dá)的。即從根節(jié)點(diǎn)可以觸及到這個(gè)對象。
　　其實(shí)就是從根節(jié)點(diǎn)掃描，只要這個(gè)對象在引用鏈中，那就是可觸及的。
　　可恢復(fù)的：
　　Java對象不再被任何變量引用就進(jìn)入了可恢復(fù)狀態(tài)。
　　在回收該對象之前，該對象的finalize（）方法進(jìn)行資源清理。如果在finalize（）方法中重新讓變量引用該對象，則該對象再次變?yōu)榭蛇_(dá)狀態(tài)，否則該對象進(jìn)入不可達(dá)狀態(tài)
　　不可達(dá)的：
　　Java對象不被任何變量引用，且系統(tǒng)在調(diào)用對象的finalize（）方法后依然沒有使該對象變成可達(dá)狀態(tài)（該對象依然沒有被變量引用），那么該對象將變成不可達(dá)狀態(tài)。
　　當(dāng)Java對象處于不可達(dá)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)才會真正回收該對象所占有的資源。
　　四、判斷對象死亡的兩種常用算法：
　　當(dāng)對象不被引用的時(shí)候，這個(gè)對象就是死亡的，等待GC進(jìn)行回收。