java虚拟机和内存模型

1.垃圾收集器概述

垃圾收集器（Garbage Collection），通常被称作GC。 GC主要做了两个工作，一个是内存的划分和分配，一个是对垃圾进行回收。 关于对垃圾进行回收，被引用的对象是存活的对象，而不被引用的对象是死亡的对象也就是垃圾，GC要区分出存活的对象和死亡的对象，也就是垃圾标记，并对垃圾进行回收。

2.垃圾标记算法

在对垃圾进行回收前，GC要先标记出垃圾，那么如何标记呢，目前有两种垃圾标记算法，分别是 引用计数算法 和 根搜索算法。 （1）引用计数算法的基本思想就是每个对象都有一个引用计数器，当对象在某处被引用的时候，它的引用计数器就加1，引用失效时就减1。当引用计数器中的值变为0，则该对象就不能被使用成了垃圾。目前主流的Java虚拟机没有选择引用计数算法来为垃圾标记，主要原因是引用计数算法没有解决对象之间相互循环引用的问题。 （2）根搜索算法的基本思想就是选定一些对象作为GC Roots，并组成根对象集合，然后从这些作为GC Roots的对象作为起始点，向下进行搜索，如果目标对象到GC Roots是连接着的，我们则称该目标对象是可达的，如果目标对象不可达则说明目标对象是可以被回收的对象

被标记为不可达的对象会立即被垃圾收集器回收吗？很显然是不会的，被标记为不可达的对象会进入收集阶段，这时会执行该对象重写的finalize方法，如果没有重写finalize方法或者finalize方法中没有重新与一个可达的对象进行关联才会进入终结阶段，并最终被回收。

垃圾被标记后，GC就会对垃圾进行收集，垃圾收集有很多种算法 （1）标记-清除算法 缺点：（1）标记和清除的效率都不高（2）容易产生大量不连续的内存碎片，碎片太多可能会导致后续没有足够的连续内存分配给较大的对象，从而提前触发新的一次垃圾收集动作 （2）复制算法 它把内存空间划为两个相等的区域，每次只使用其中一个区域。垃圾收集时，遍历当前使用的区域，把存活对象复制到另外一个区域中，最后将当前使用的区域的可回收的对象进行回收。 这种算法每次都对整个半区进行内存回收，不需要考虑内存碎片的问题，代价就是使用内存为原来的一半。 复制算法的效率跟存活对象的数目多少有很大的关系，如果存活对象很少，复制算法的效率就会很高。由于绝大多数对象的生命周期很短，并且这些生命周期很短的对象都存于新生代中，所以复制算法被广泛应用于新生代中 （3）标记-压缩算法 在新生代中可以使用复制算法，但是在老年代就不能选择复制算法了，因为老年代的对象存活率会较高，这样会有较多的复制操作，导致效率变低。标记-清除算法可以应用在老年代中，但是它效率不高，在内存回收后容易产生大量内存碎片。因此就出现了一种标记-压缩算法（Mark-Compact）算法，与标记-清除算法不同的是，在标记可回收的对象后将所有存活的对象压缩到内存的一端，使他们紧凑的排列在一起，然后对端边界以外的内存进行回收。回收后，已用和未用的内存都各自一边

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3.内存模型

线程之间的通信机制有两种：共享内存和消息传递 在共享内存的并发模型里，线程之间共享程序的公共状态，线程之间通过写-读内存中的公共状态来隐式进行通信 在消息传递的并发模型里，线程之间没有公共状态，线程之间必须通过明确的发送消息来显式进行通信。 Java的并发采用的是共享内存模型，Java线程之间的通信总是隐式进行，整个通信过程对工程师完全透明。 线程A与线程B之间如要通信的话（共享内存模型），必须要经历下面2个步骤： 1.线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去。 2.线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量。 （所以中断线程的标记位必须要声明为volatile，让修改过的变量立马刷新到主存中去）