# 理解Java内存模型和垃圾回收(GC)
Java是一种广泛使用的程序设计语言,其中的内存管理尤其重要。Java通过其内存模型和垃圾回收机制有效地管理内存,以避免内存泄漏和其他相关问题。对于刚入行的小白来说,理解Java的内存模型和垃圾收集(GC)过程是非常重要的。本文将分步骤为你介绍Java内存模型以及如何实现垃圾回收。
## 内存管理流程
首先,我们需要了解Java内存模型和垃圾回收的            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
                                                                                        原创
                                                                                    
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            概述在《“Java并发知识梳理”》这篇文章中曾说道:在并发领域由于可见性问题、原子性问题、有序性问题,从而会导致并发场景下,结果的不确定性,为了解决可见性和有序性导致的问题,Java构建出了一套内存模型。因而本文就主要谈一谈Java内存模型的设计思路以及其原理。从三个问题说起缓存导致可见性问题什么是可见性呢?一个线程对共享变量的修改,另外一个线程能够立刻看到,我们称为可见性。在单核时代,所有线程共            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            1. JVM内存模型与java内存模型JMM的区别JMM的定义: Java的并发采用的是共享内存模型 ,JMM是用来定义一个一致的、跨平台的内存模型,是缓存一致性协议,用来定义数据读写的规则。JVM内存模型是处于Java的JVM虚拟机层面的,实际上对于操作系统来说,本质上JVM还是存在于主存中,而JMM是Java语言与OS和硬件架构层面的,主要作用是规定硬件架构与Java语言的内存模型,而本质上不            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            1.内存模型概览目标
    可见性和有序性
    定义多项规则对编译器和处理器进行限制
Happens-Before规则
    1.规则1:程序顺序 防止编译优化(volatile)
        一个线程中,按照程序顺序,前面的操作 Happens-Before后续操作
    2.规则2 :volatile 变量规则 (保证可见行)
        对一个 volatile 变量的写操            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            JVM简介    JVM是Java虚拟机的简称,是Java的程序运行时的环境基础,是基于软件模拟计算机硬件环境为Java的class文件提供的运行时环境,每次启动java程序都会在系统中开启一个java进程。它隐藏了底层技术的复杂性与机器与操作系统的差异性,使得程序员不用注意底层的硬件差别而专注实现业务逻辑。因此,程序员编写的源代码java文件经过编译后生成class文件,cl            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            1、java内存模型  1.1、运行时数据区分为五大块:    1、程序计数器,应对中断、时间片执行,记录当前执行到的字节码位置,以便后续继续执行;    2、虚拟机栈,即平时所谓的栈区,存储局部变量、动态链接、方法出口等;    3、本地方法栈,为native方法服务,基本同虚拟机栈,在Hotspot中虚拟机栈和本地方法栈被合并;    4、方法区,存储类加载信息、常量、静态变量、运行时常量池;            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            一个优秀Java程序员,必须了解Java内存模型、GC工作原理,以及如何优化GC的性能、与GC进行            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
                                                                                        原创
                                                                                    
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            一、垃圾收集算法1.1 标记-清除算法算法分为“标记”和“清除”阶段:首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象。它是最基础的收集算法,会带来两个明显的问题:效率问题和空间问题(标记清除后会产生大量不连续的碎片)1.2 标记-复制算法为了解决效率问题,“复制”收集算法出现了。它可以将内存分为大小相同的两块,每次使用其中的一块。当这一块的内存使用完后,就将还存活的对            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            一个优秀Java程序员,必须了解Java内存模型、GC工作原理,以及如何优化GC的性能、与GC进行有限的交互,有一些应用程序对性能要求较高,例如嵌入式系统、实时系统等,只有全面提升内存的管理效率,才能提高整个应用程序的性能。本文将从JVM内存模型、GC工作原理,以及GC的几个关键问题进行探讨,从GC...            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            1CPU和内存的交互在计算机中,cpu和内存的交互最为频繁,相比内存,磁盘读写太慢,内存相当于高速的缓冲区。但是随着cpu的发展,内存的读写速度也远远赶不上cpu。因此cpu厂商在每颗cpu上加上高速缓存,用于缓解这种情况。现在cpu和内存的交互大致如下。cpu上加入了高速缓存这样做解决了处理器和内存的矛盾(一快一慢),但是引来的新的问题-缓存一致性在多核cpu中,每个处理器都有各自的高速缓存(L            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            一个优秀Java程序员,必须了解Java内存模型、GC工作原理,以及如何优化GC的性能、与GC进行有限的交互,有一些应用程序对性能要求较高,例如嵌入式系统、实时系统等,只有全面提升内存的管理效率,才能提高整个应用程序的性能。本文将从JVM内存模型、GC工作原理,以及GC的几个关键问题进行探讨,从GC...            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            Java程序无需对内存进行分配和释放,内存的分配与释放由JVM来完成JVM内存模型线程独占:栈区,本地方法栈,程序计数器线程共享:堆,方法区java声明的变量内存存放位置: 1.new出来的对象及数组存放在堆区,对字符串JVM进行了特殊处理,1.7以后首次在堆中创建,会将字符串的引用存放在方法区的字符串常量池中 2.函数中变量的声明存放于栈中,如果是对象引用,栈中保存的是指向堆区的引用地址 3.类            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            GC的基本原理GC是什么?为什么要有GC呢?GC是垃圾收集的意思(GarbageCollection),内存处理是编程人员容易出现问题的地方,忘记或者错误的内存回收会导致程序或系统的不稳定甚至崩溃,Java提供的GC功能可以自动监测对象是否超过作用域从而达到自动回收内存的目的,Java语言没有提供释放已分配内存的显示操作方法。所以,Java的内存管理实际上就是对象的管理,其中包括对象的分配和释放。            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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              在面试过程中,关于Java的内存模型(侧重于:Java的并发原理)和JVM的内存模型并不是同一个问题,所以自己在通过查询资料之后对相关的知识点进行总结,如果有写得错误的地方,欢迎指出,也可以一起探讨。  基于计算机的内存设计结构,CPU在发展过程中,运行速度越来越快,内存的读写速度跟不上CPU的运行速度,因此提出来“缓存” 的概念。CPU在读写过程中,可以将数据先写入缓存中,然后缓存将数据刷新            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            在面试过程中,关于Java的内存模型(侧重于:Java的并发原理)和JVM的内存模型并不是同一个问题,所以自己在通过查询资料之后对相关的知识点进行总结,如果有写得错误的地方,欢迎指出,也可以一起探讨。  基于计算机的内存设计结构,CPU在发展过程中,运行速度越来越快,内存的读写速度跟不上CPU的运行速度,因此提出来“缓存”的概念。CPU在读写过程中,可以将数据先写入缓存中,然后缓存将数据刷新到主存            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
                                                                                        原创
                                                                                    
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            在面试过程中,关于Java的内存模型(侧重于:Java的并发原理)和JVM的内存模型并不是同一个问题,所以自己在通过查询资料之后对相关的知识点进行总结,如果有写得错误的地方,欢迎指出,也可以一起探讨。  基于计算机的内存设计结构,CPU在发展过程中,运行速度越来越快,内存的读写速度跟不上CPU的运行速度,因此提出来“缓存”的概念。CPU在读写过程中,可以将数据先写入缓存中,然后缓存将数据刷新到主存            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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              在面试过程中,关于Java的内存模型(侧重于:Java的并发原理)和JVM的内存模型并不是同一个问题,所以自己在通过查询资料之后对相关的知识点进行总结,如果有写得错误的地方,欢迎指出,也可以一起探讨。  基于计算机的内存设计结构,CPU在发展过程中,运行速度越来越快,内存的读写速度跟不上CPU的运行速度,因此提出来“缓存” 的概念。CPU在读写过程中,可以将数据先写入缓存中,然后缓存将数据刷新            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            JVM内存模型+逃逸分析            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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            Java内存模型首先来回顾一下JVM内存模型,如下图:以提升响应速度和吞吐量为目标性能优化的关键域就在Java堆和垃圾回收器 堆和栈的内存分配Stack(栈)是JVM的内存指令区,顺序分配,内存大小定长,速度很快;Heap(堆)是JVM的内存数据区,分配不定长的内存空间; 静态和非静态方法的内存分配这个隐含的参数就是对象实例在Stack中的地址指针。非静态方法必须获得该隐含参数            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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                            2023-10-24 00:51:55
                            
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            可访问个人网站进行阅读最新版本,精力有限无法多网站同步更新,更新只会在个人网站进行 介绍了下Java运行时内存划分以及GC算法、垃圾回收器。一、Java内存区域1.程序计数器:程序计数器(Program Counter Register)是一块较小的内存空间,可以看作是当前线程所执行字节码的行号指示器,指向下一个将要执行的指令代码,由执行引擎来读取下一条指令。更确切的说,一个线程的执行,是通过字节            
                
                    
                        
                                                            
                                                                        
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                            2024-01-29 11:18:31
                            
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