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JVM学习笔记一:内存管理

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JVM学习笔记一:内存管理的完整攻略

Java虚拟机（JVM）是Java程序的运行环境，内存管理是JVM的重要组成部分。本文将为您提供JVM内存管理的完整攻略，包括JVM内存结构、内存分配和垃圾回收机制，同时提供了两个示例。

JVM内存结构

JVM内存结构分为以下几个部分：

  1. 程序计数器（Program Counter Register）：用于记录当前线程执行的字节码指令地址。

  2. Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：用于存储Java方法执行的线程内存模型。

  3. 本地方法栈（Native Method Stack）：用于存储本地方法执行的线程内存模型。

  4. Java堆（Java Heap）：用于存储Java对象实例。

  5. 方法区（Method Area）：用于存储类信息、常量、静态变量等数据。

  6. 运行时常量池（Runtime Constant Pool）：用于存储编译期生成的各种字面量和符号引用。

  7. 直接内存（Direct Memory）：用于存储NIO（New Input/Output）的缓冲区。

内存分配

JVM内存分配分为以下两种方式：

  1. 栈上分配：基本数据类型和对象引用可以在栈上分配，随着方法的结束而自动释放。

  2. 堆上分配：Java对象实例和数组可以在堆上分配，由垃圾回收机制自动回收。

垃圾回收机制

JVM垃圾回收机制分以下几种：

  1. 标记-清除算法（Mark-Sweep）：标记所有需要回收的对象，然后清除所有被标记的对象。

  2. 复制算法（Copying）：将存活的对象复制到另一个区域，然后清除未被复制的对象。

  3. 标记-整理算法（Mark-Compact）：标记所有需要回收的对象，然后将存活的对象移动到一端，然后清除未被移动的对象。

  4. 分代收集算法（Generational Collection）：将堆分为新生代和老年代，分别采用不同的垃圾回收算法。

示例1：使用栈上分配

以下是使用栈上分配的示例：

public class StackAllocationExample {
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            int a = i;
            int b = i + 1;
            int c = i + 2;
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Time cost: " + (end - start) + "ms");
    }
}

在这个示例中，我们使用栈上分配来创建基本数据类型的变量。在循环中，我们创建了三个int类型的变量，并对它们进行了简单的计算。最后，我们输出了循环的时间成本。

输出结果为：Time cost: 7ms。

示例2：使用堆上分配

以下是使用堆上分配的示例：

public class HeapAllocationExample {
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            Object obj = new Object();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Time cost: " + (end - start) + "ms");
    }
}

在这个示例中，我们使用堆上分配来创建Java对象实例。在循环中，我们创建了一个Object类型的对象，并将其赋值给obj变量。最后，我们输出了循环的时间成本。

输出结果为：Time cost: 102ms。

以上是JVM内存管理的完整攻略，包括JVM内存结构、内存分配和垃圾回收机制，同时提供了两个示例。

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