Java虚拟机：JVM内存结构、垃圾回收机制等实战演练

原创偏执的太偏执、 2024-11-06 18:05 6阅读 0赞

Java虚拟机（JVM）是Java程序运行的基础，它提供了一个与硬件和操作系统无关的平台，使得Java程序可以在不同的系统上运行。以下是JVM内存结构和垃圾回收机制的一些基本概念和实战演练。

### JVM内存结构JVM内存结构主要分为以下几个部分：

1. **方法区（Method Area）**：存储类信息、常量、静态变量等。
2. **堆（Heap）**：存储对象实例和数组。
3. **栈（Stack）**：每个线程私有，存储局部变量、操作数栈、方法调用等。
4. **程序计数器（Program Counter）**：每个线程私有，存储当前线程执行的字节码指令地址。
5. **本地方法栈（Native Method Stack）**：存储本地方法调用的相关信息。

###垃圾回收机制垃圾回收（GC）是JVM自动管理内存的一种机制，主要目的是回收不再使用的对象所占用的内存。常见的垃圾回收算法有：

1. **标记-清除（Mark-Sweep）**：标记不再使用的对象，然后清除。
2. **复制（Copying）**：将内存分为两个区域，复制存活的对象到另一个区域，然后清除。
3. **标记-整理（Mark-Compact）**：标记存活对象，然后将它们移动到内存的一端，清除剩余空间。
4. **分代收集（Generational Collection）**：根据对象的生命周期将堆分为新生代和老年代，分别使用不同的垃圾回收策略。

### 实战演练####1. 分析对象生命周期```javapublic class ObjectLifeCycle {
 public static void main(String[] args) {
Object obj = new Object();
// obj不再被引用，成为垃圾 }
}
```在这个例子中，`obj`在方法结束后不再被引用，JVM的垃圾回收器会在适当的时候回收它。

####2.触发Full GC```javapublic class TriggerFullGC {
 public static void main(String[] args) {
 Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
 while (true) {
byte[] b = new byte[1024 *1024];
//强制执行Full GC runtime.gc();
 }
 }
}
```这个例子中，我们不断创建大数组，然后调用`gc()`方法尝试触发Full GC。注意，`gc()`方法并不保证立即执行Full GC，它只是建议JVM进行垃圾回收。

####3. 使用WeakReference避免内存泄漏```javaimport java.lang.ref.WeakReference;

public class WeakReferenceExample {
 public static void main(String[] args) {
 WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());
//释放强引用Object strongRef = null;
//执行垃圾回收 System.gc();
//检查对象是否被回收if (weakRef.get() == null) {
 System.out.println("对象已被回收");
} else {
 System.out.println("对象未被回收");
 }
 }
}
```在这个例子中，我们使用`WeakReference`来持有对象引用，这样即使对象不再被强引用，也可以被垃圾回收器回收。

通过这些实战演练，你可以更好地理解JVM内存结构和垃圾回收机制，并学会如何在实际开发中应用这些知识。