Java虚拟机内存分配与回收策略问题精细解读

Java虚拟机（JVM）内存分配与回收策略是Java程序性能优化的重要方面。本攻略将详细讲解Java虚拟机内存分配与回收策略的相关知识，并提供两个示例来说明。

1. 内存分配策略

Java虚拟机的内存分配主要涉及堆内存和栈内存。

1.1 堆内存分配

堆内存是Java程序中对象实例的存储区域。Java虚拟机通过垃圾回收器（Garbage Collector）自动管理堆内存的分配和回收。堆内存的分配策略包括：

• 新生代分配策略：新生代是堆内存的一部分，用于存储新创建的对象。新生代分为Eden区和两个Survivor区。初始时，对象被分配到Eden区。当Eden区满时，触发Minor GC，将存活的对象复制到Survivor区。经过多次Minor GC后，仍然存活的对象会被晋升到老年代。
• 老年代分配策略：老年代用于存储长时间存活的对象。当老年代空间不足时，触发Major GC（Full GC），对整个堆进行垃圾回收。

1.2 栈内存分配

栈内存用于存储方法调用的局部变量、方法参数和返回值。栈内存的分配和回收由Java虚拟机自动管理。每个线程都有自己的栈内存，栈帧（Stack Frame）用于存储方法的局部变量和操作数栈。当方法执行结束时，栈帧被弹出，栈内存自动回收。

2. 内存回收策略

Java虚拟机通过垃圾回收器来回收不再使用的对象，释放内存资源。常见的垃圾回收算法包括标记-清除算法、复制算法、标记-整理算法等。

2.1 标记-清除算法

标记-清除算法分为两个阶段：标记阶段和清除阶段。首先，垃圾回收器标记所有活动对象。然后，清除阶段将未标记的对象释放，并回收内存空间。标记-清除算法的缺点是会产生内存碎片。

2.2 复制算法

复制算法将堆内存分为两个区域：From区和To区。对象首先分配在From区，当From区满时，触发Minor GC。Minor GC将存活的对象复制到To区，并清除From区的所有对象。复制算法解决了标记-清除算法的内存碎片问题。

2.3 标记-整理算法

标记-整理算法是复制算法的改进版。标记阶段与复制算法相同，但在清除阶段，标记-整理算法会将存活的对象向一端移动，然后清除边界以外的所有对象。标记-整理算法解决了复制算法的空间浪费问题。

3. 示例说明

3.1 示例一：新生代分配策略

public class NewGenAllocationExample {
    public static void main(String[] args) {
        byte[] array1 = new byte[2 * 1024 * 1024];
        byte[] array2 = new byte[2 * 1024 * 1024];
        byte[] array3 = new byte[2 * 1024 * 1024];
    }
}

在上述示例中，创建了三个2MB大小的数组。这些数组会被分配到新生代的Eden区。当Eden区满时，会触发Minor GC，将存活的对象复制到Survivor区。如果Survivor区也不足以存放所有存活的对象，那么部分对象会晋升到老年代。

3.2 示例二：垃圾回收算法选择

public class GCAlgorithmExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            list.add(\"Object \" + i);
        }
        list.clear();
    }
}

在上述示例中，创建了一个包含100万个字符串对象的列表。当调用list.clear()方法时，这些对象变为不可达，可以被垃圾回收。Java虚拟机会根据具体情况选择合适的垃圾回收算法，如标记-清除算法、复制算法或标记-整理算法。

以上是对Java虚拟机内存分配与回收策略问题的详细解读，包括内存分配策略和内存回收策略，并提供了两个示例来说明相关概念。希望对您有所帮助！