一、Java简介
先了解一些基础概念：
- JDK（Java Development Kit）：Java程序设计语言 + Java虚拟机 + Java API类库
- JRE（Java Runtime Environment）：Java API类库中的Java SE API子集 + Java虚拟机
Java构成基础工具：java、javac、javadoc、apt、jar、javap、JPDA、JConsole、Java VisualVm
Java技术体系（按平台划分）
- Java Card：支持小型程序（applet），运行在小内存设备（如智能卡）的平台。
- Java ME（Micro Edition），旧称J2ME：包含Java API精简集，针对移动终端支持的平台。
- Java SE（Standard Edition），旧称J2SE：提供完整Java核心API，支持桌面应用（如Windows桌面应用）的平台。
- Java EE（Enterprise Edition），旧称J2EE：支持使用多层架构的企业应用（如ERP、CRM）的Java平台，包含Java SE API及大量扩展。
Java的语言特性
- 支持模块化开发与部署
- 支持混合语言开发（基于JVM实现）
- 支持多核并行
- 丰富的语法特性（1.5后：自动装箱、泛型、动态注解、枚举、可变长参数、遍历循环等）
- 支持64位CPU架构
二、自动内存管理机制
Java运行时数据区
- 程序计数器：线程所执行字节码的行号指示器，每个线程独立，用于分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等。
- 虚拟机栈：Java方法执行的内存模型（每个方法从调用到完成对应一个栈帧的入栈到出栈），线程私有，生命周期与线程相同。栈帧包含局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等。
- 本地方法栈：与虚拟机栈类似，为Native方法服务。
- Java堆（GC堆）：几乎所有对象实例分配内存的地方，线程共享。
- 方法区（非堆）：存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等，线程共享。包含运行时常量池。
容易忽视的内存泄露原因：某些对象生命周期过长，持有状态时间过长。
引用类型
JDK 1.2之后引入四种引用：
- 强引用：
Object obj = new Object()，只要强引用存在，垃圾回收器不会回收。 - 软引用：
SoftReference类实现，内存不足时回收。 - 弱引用：
WeakReference类实现，下次垃圾回收时无论内存是否充足都会回收。 - 虚引用：
PhantomReference类实现，无法通过虚引用获取对象实例，回收时会收到系统通知。
判断对象是否存活
- 引用计数法：为对象添加计数器，引用时+1，失效时-1，为0时回收。
优点：效率高。
缺点：无法解决循环引用。 - 根搜索算法（可达性分析）：以“GC Roots”为起点向下搜索，若对象无任何引用链到达GC Roots，则判定为可回收。
优点：准确解决循环引用。
缺点：效率相对较低。
可作为GC Roots的对象包括：虚拟机栈引用的对象、方法区静态属性引用的对象、方法区常量引用的对象、Native方法引用的对象等。
方法区的回收
回收废弃的常量、无用的类（需同时满足：所有实例被回收、ClassLoader被回收、Class对象无任何引用）。
垃圾回收算法
| 算法 | 描述 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 标记-清除 | 标记可回收对象，统一清除 | 基础简单 | 效率低，产生内存碎片 |
| 复制算法 | 将内存分为两块，只使用一块，存活对象复制到另一块后整体清理 | 无碎片，实现简单高效 | 内存利用率低（一半） |
| 标记-整理 | 标记后让存活对象向一端移动，再清理边界外内存 | 无碎片，适合老年代 | 效率相对较低 |
| 分代收集 | 根据对象存活周期分代，不同代使用不同算法 | 综合优化 | 实现复杂 |
商业虚拟机中，新生代常用复制算法（Eden:Survivor=8:1:1），老年代常用标记-清除或标记-整理。
内存分配与回收策略
-
对象优先在Eden区分配
-
大对象直接进入老年代
-
长期存活对象进入老年代（年龄计数器）
-
动态年龄判定：Survivor空间中相同年龄对象总和超过Survivor空间一半，大于等于该年龄的对象直接进入老年代。
-
空间担保分配：Minor GC前，若老年代连续空间大于新生代所有对象总空间则安全；否则检查
HandlePromotionFailure参数，决定是否进行Full GC。 -
Minor GC（新生代GC）：频繁，回收速度快。
-
Full GC / Major GC（老年代GC）：速度比Minor GC慢10倍以上。
