面试题答案
一键面试Java内存区域主要部分
- 程序计数器（Program Counter Register）：
- 是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
- 每个线程都有独立的程序计数器，此区域是线程私有的。
- Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：
- 也是线程私有的，生命周期与线程相同。
- 描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候，Java虚拟机都会同步创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
- 局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference类型，它不等同于对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。
- 本地方法栈（Native Method Stack）：
- 与Java虚拟机栈作用类似，不过它是为虚拟机使用到的本地（Native）方法服务的。
- 本地方法一般是用C或C++实现的，同样也是线程私有的。
- 堆（Heap）：
- 是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，被所有线程共享。
- 几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也被称作GC堆（Garbage Collected Heap） 。
- 根据分代收集理论，Java堆还可以细分为：新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation），新生代又分为：伊甸园区（Eden Space）和幸存者区（Survivor Space，其中又有From Survivor和To Survivor两块区域）。
- 方法区（Method Area）：
- 也是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
- 在JDK 8及之后，方法区被元空间（Meta Space）替代，元空间使用本地内存。
垃圾回收机制在各区域工作情况
- 程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈：
- 这三个区域随着线程的创建而创建，随着线程的结束而销毁，它们的内存分配和回收都具有确定性，因此不需要垃圾回收机制来管理。
- 堆：
- 标记阶段：垃圾回收器首先会从根对象（如栈中引用的对象、静态变量引用的对象等）开始，通过可达性分析算法来标记出所有可达的对象，剩下的就是不可达对象，这些不可达对象就是可以被回收的对象。
- 清除阶段：标记完成后，垃圾回收器会回收被标记为不可达的对象所占用的内存空间。
- 堆内存的垃圾回收策略：
- 新生代垃圾回收策略：
- 复制算法：新生代中的对象大多“朝生夕灭”，存活率较低。当伊甸园区满了触发Minor GC（新生代垃圾回收）时，会把伊甸园区和From Survivor中存活的对象复制到To Survivor区，然后清空伊甸园区和From Survivor区。下次GC时，To Survivor变为From Survivor，原来的From Survivor变为To Survivor，如此循环。当对象在Survivor区熬过一定次数（默认15次）的GC后，会被晋升到老年代。
- 老年代垃圾回收策略：
- 标记 - 清除算法：老年代对象存活率高，复制成本大，所以老年代一般采用标记 - 清除算法。先标记出老年代中所有不可达对象，然后回收这些对象占用的内存空间，标记 - 清除算法会产生内存碎片。
- 标记 - 整理算法：为了解决标记 - 清除算法产生的内存碎片问题，有些垃圾回收器（如CMS在Full GC时采用的并发标记 - 清除算法，G1采用的标记 - 整理算法）会采用标记 - 整理算法。该算法在标记完不可达对象后，会将存活对象向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存，这样就不会产生内存碎片。
- 新生代垃圾回收策略：
- 方法区：
- 方法区的垃圾回收主要回收两部分内容：废弃的常量和不再使用的类型。
- 废弃常量：如字符串常量池中存在的字符串对象，如果没有任何地方引用该字符串，就可以被回收。
- 不再使用的类型：判定条件比较复杂，需要满足该类型所有的实例都已经被回收，加载该类型的类加载器已经被回收，该类型对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类型的方法等条件，该类型才能被回收。