今天工作中遇到一個(gè)用于緩存數(shù)據(jù)到內(nèi)存的靜態(tài)變量Stringbuffer熟丸；當(dāng)緩存數(shù)據(jù)大小達(dá)到5M的時(shí)候就把該緩存數(shù)據(jù)寫(xiě)到S3上华望；然后清空該緩存buffer;看了這段代碼我覺(jué)得是不是有點(diǎn)問(wèn)題唠倦；先貼大概的代碼
package com.sanpang.demo;
public class StaticVariableDemo {
//定義一個(gè)緩存buffer;存放數(shù)據(jù)到內(nèi)存;數(shù)據(jù)達(dá)到5M的時(shí)候就寫(xiě)到S3上面;
public static StringBuffer cachebuffer = new StringBuffer();
public static void main(String[] args) {
cachebuffer.append("存的數(shù)據(jù) 達(dá)到5M");
//將數(shù)據(jù)存到S3 ;然后清空buffer
cachebuffer = new StringBuffer();
}
}
看了以上代碼；我擔(dān)心一個(gè)問(wèn)題是這里通過(guò)new 個(gè)新對(duì)象來(lái)起到清空buffer的作用：
cachebuffer = new StringBuffer();
這樣的寫(xiě)法會(huì)不會(huì)導(dǎo)致這個(gè)靜態(tài)變量cachebuffer 之前引用的實(shí)例還存在不；有沒(méi)有被GC回收；如果沒(méi)有會(huì)不會(huì)出現(xiàn)OOM的問(wèn)題丛塌？
帶著這個(gè)疑惑問(wèn)了很多技術(shù)小伙伴得到的回復(fù)都沒(méi)有解決我疑惑的問(wèn)題；于是自己分析了一下畜疾；自己主要疑惑的一個(gè)是這個(gè)靜態(tài)變量在JVM 中的內(nèi)存存儲(chǔ)赴邻；還有一個(gè)疑惑就是這個(gè)靜態(tài)對(duì)象之前引用的地址所指向的實(shí)例會(huì)不會(huì)被GC立即回收；
帶著問(wèn)題看了些關(guān)于JVM GC 的文章啡捶；下面寫(xiě)下我看了這些文章的自己的理解姥敛；不對(duì)的地方希望可以指出；
首先是JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)
根據(jù)《java虛擬機(jī)規(guī)范》規(guī)定届慈，JVM的基本結(jié)構(gòu)一般如下圖所示
從左圖可知徒溪，JVM主要包括四個(gè)部分：
1.類加載器（ClassLoader）:在JVM啟動(dòng)時(shí)或者在類運(yùn)行時(shí)將需要的class加載到JVM中忿偷。（右圖表示了從java源文件到JVM的整個(gè)過(guò)程金顿，可配合理解。 關(guān)于類的加載機(jī)制鲤桥，可以參考http://blog.csdn.net/tonytfjing/article/details/47212291）
2.執(zhí)行引擎：負(fù)責(zé)執(zhí)行class文件中包含的字節(jié)碼指令（執(zhí)行引擎的工作機(jī)制揍拆，這里也不細(xì)說(shuō)了，這里主要介紹JVM結(jié)構(gòu)）茶凳；
3.內(nèi)存區(qū)（也叫運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)）：是在JVM運(yùn)行的時(shí)候操作所分配的內(nèi)存區(qū)嫂拴。運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)主要可以劃分為5個(gè)區(qū)域，如圖：
- 方法區(qū)(Method Area)：用于存儲(chǔ)類結(jié)構(gòu)信息的地方贮喧，包括常量池筒狠、靜態(tài)變量、構(gòu)造函數(shù)等箱沦。雖然JVM規(guī)范把方法區(qū)描述為堆的一個(gè)邏輯部分辩恼， 但它卻有個(gè)別名non-heap（非堆），所以大家不要搞混淆了。方法區(qū)還包含一個(gè)運(yùn)行時(shí)常量池灶伊。
- java堆(Heap)：存儲(chǔ)java實(shí)例或者對(duì)象的地方疆前。這塊是GC的主要區(qū)域（后面解釋）。從存儲(chǔ)的內(nèi)容我們可以很容易知道聘萨，方法區(qū)和堆是被所有java線程共享的竹椒。
- java棧(Stack)：java棧總是和線程關(guān)聯(lián)在一起米辐，每當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)線程時(shí)胸完，JVM就會(huì)為這個(gè)線程創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)的java棧。在這個(gè)java棧中又會(huì)包含多個(gè)棧幀儡循，每運(yùn)行一個(gè)方法就創(chuàng)建一個(gè)棧幀舶吗，用于存儲(chǔ)局部變量表、操作棧择膝、方法返回值等誓琼。每一個(gè)方法從調(diào)用直至執(zhí)行完成的過(guò)程，就對(duì)應(yīng)一個(gè)棧幀在java棧中入棧到出棧的過(guò)程肴捉。所以java棧是現(xiàn)成私有的腹侣。
- 程序計(jì)數(shù)器(PC Register)：用于保存當(dāng)前線程執(zhí)行的內(nèi)存地址。由于JVM程序是多線程執(zhí)行的（線程輪流切換）齿穗，所以為了保證線程切換回來(lái)后傲隶，還能恢復(fù)到原先狀態(tài)，就需要一個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器窃页，記錄之前中斷的地方跺株，可見(jiàn)程序計(jì)數(shù)器也是線程私有的。
- 本地方法棧(Native Method Stack)：和java棧的作用差不多脖卖，只不過(guò)是為JVM使用到的native方法服務(wù)的乒省。
4.本地方法接口：主要是調(diào)用C或C++實(shí)現(xiàn)的本地方法及返回結(jié)果。二畦木、內(nèi)存分配
我覺(jué)得了解垃圾回收之前袖扛，得先了解JVM是怎么分配內(nèi)存的，然后識(shí)別哪些內(nèi)存是垃圾需要回收十籍，最后才是用什么方式回收蛆封。
Java的內(nèi)存分配原理與C/C++不同，C/C++每次申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)都要malloc進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用勾栗，而系統(tǒng)調(diào)用發(fā)生在內(nèi)核空間惨篱，每次都要中斷進(jìn)行切換，這需要一定的開(kāi)銷围俘，而Java虛擬機(jī)是先一次性分配一塊較大的空間砸讳，然后每次new時(shí)都在該空間上進(jìn)行分配和釋放机断，減少了系統(tǒng)調(diào)用的次數(shù)，節(jié)省了一定的開(kāi)銷绣夺，這有點(diǎn)類似于內(nèi)存池的概念吏奸；二是有了這塊空間過(guò)后，如何進(jìn)行分配和回收就跟GC機(jī)制有關(guān)了陶耍。
java一般內(nèi)存申請(qǐng)有兩種：靜態(tài)內(nèi)存和動(dòng)態(tài)內(nèi)存奋蔚。很容易理解，編譯時(shí)就能夠確定的內(nèi)存就是靜態(tài)內(nèi)存烈钞，即內(nèi)存是固定的泊碑，系統(tǒng)一次性分配，比如int類型變量毯欣；動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配就是在程序執(zhí)行時(shí)才知道要分配的存儲(chǔ)空間大小馒过，比如java對(duì)象的內(nèi)存空間。根據(jù)上面我們知道酗钞，java棧腹忽、程序計(jì)數(shù)器、本地方法棧都是線程私有的砚作，線程生就生窘奏，線程滅就滅，棧中的棧幀隨著方法的結(jié)束也會(huì)撤銷葫录，內(nèi)存自然就跟著回收了着裹。所以這幾個(gè)區(qū)域的內(nèi)存分配與回收是確定的，我們不需要管的米同。但是java堆和方法區(qū)則不一樣骇扇，我們只有在程序運(yùn)行期間才知道會(huì)創(chuàng)建哪些對(duì)象，所以這部分內(nèi)存的分配和回收都是動(dòng)態(tài)的面粮。一般我們所說(shuō)的垃圾回收也是針對(duì)的這一部分少孝。
總之Stack的內(nèi)存管理是順序分配的，而且定長(zhǎng)但金，不存在內(nèi)存回收問(wèn)題韭山；而Heap 則是為java對(duì)象的實(shí)例隨機(jī)分配內(nèi)存郁季，不定長(zhǎng)度冷溃，所以存在內(nèi)存分配和回收的問(wèn)題；
三梦裂、垃圾檢測(cè)似枕、回收算法
垃圾收集器一般必須完成兩件事：檢測(cè)出垃圾；回收垃圾年柠。怎么檢測(cè)出垃圾凿歼？一般有以下幾種方法：
引用計(jì)數(shù)法：給一個(gè)對(duì)象添加引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有個(gè)地方引用它，計(jì)數(shù)器就加1答憔；引用失效就減1味赃。
好了，問(wèn)題來(lái)了虐拓，如果我有兩個(gè)對(duì)象A和B心俗，互相引用，除此之外蓉驹，沒(méi)有其他任何對(duì)象引用它們城榛，實(shí)際上這兩個(gè)對(duì)象已經(jīng)無(wú)法訪問(wèn)，即是我們說(shuō)的垃圾對(duì)象态兴。但是互相引用狠持，計(jì)數(shù)不為0，導(dǎo)致無(wú)法回收瞻润，所以還有另一種方法：
可達(dá)性分析算法：以根集對(duì)象為起始點(diǎn)進(jìn)行搜索喘垂，如果有對(duì)象不可達(dá)的話，即是垃圾對(duì)象绍撞。這里的根集一般包括java棧中引用的對(duì)象王污、方法區(qū)常良池中引用的對(duì)象
本地方法中引用的對(duì)象等。
總之楚午，JVM在做垃圾回收的時(shí)候昭齐，會(huì)檢查堆中的所有對(duì)象是否會(huì)被這些根集對(duì)象引用，不能夠被引用的對(duì)象就會(huì)被垃圾收集器回收矾柜。一般回收算法也有如下幾種：
1.標(biāo)記-清除（Mark-sweep）
算法和名字一樣阱驾，分為兩個(gè)階段：標(biāo)記和清除。標(biāo)記所有需要回收的對(duì)象怪蔑，然后統(tǒng)一回收里覆。這是最基礎(chǔ)的算法，后續(xù)的收集算法都是基于這個(gè)算法擴(kuò)展的缆瓣。
不足：效率低喧枷；標(biāo)記清除之后會(huì)產(chǎn)生大量碎片。效果圖如下：
2. 復(fù)制（Copying）
此算法把內(nèi)存空間劃為兩個(gè)相等的區(qū)域弓坞，每次只使用其中一個(gè)區(qū)域隧甚。垃圾回收時(shí)，遍歷當(dāng)前使用區(qū)域渡冻，把正在使用中的對(duì)象復(fù)制到另外一個(gè)區(qū)域中戚扳。此算法每次只處理正在使用中的對(duì)象，因此復(fù)制成本比較小族吻，同時(shí)復(fù)制過(guò)去以后還能進(jìn)行相應(yīng)的內(nèi)存整理帽借，不會(huì)出現(xiàn)“碎片”問(wèn)題珠增。當(dāng)然，此算法的缺點(diǎn)也是很明顯的砍艾，就是需要兩倍內(nèi)存空間蒂教。效果圖如下：
3.標(biāo)記-整理（Mark-Compact）
此算法結(jié)合了“標(biāo)記-清除”和“復(fù)制”兩個(gè)算法的優(yōu)點(diǎn)。也是分兩階段脆荷，第一階段從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始標(biāo)記所有被引用對(duì)象悴品，第二階段遍歷整個(gè)堆，把清除未標(biāo)記對(duì)象并且把存活對(duì)象“壓縮”到堆的其中一塊简烘，按順序排放苔严。此算法避免了“標(biāo)記-清除”的碎片問(wèn)題，同時(shí)也避免了“復(fù)制”算法的空間問(wèn)題孤澎。效果圖如下：
4.分代收集算法
這是當(dāng)前商業(yè)虛擬機(jī)常用的垃圾收集算法届氢。分代的垃圾回收策略，是基于這樣一個(gè)事實(shí)：不同的對(duì)象的生命周期是不一樣的覆旭。因此退子，不同生命周期的對(duì)象可以采取不同的收集方式，以便提高回收效率型将。
- 年輕代：是所有新對(duì)象產(chǎn)生的地方寂祥。年輕代被分為3個(gè)部分——Enden區(qū)和兩個(gè)Survivor區(qū)（From和to）當(dāng)Eden區(qū)被對(duì)象填滿時(shí)，就會(huì)執(zhí)行Minor GC七兜。并把所有存活下來(lái)的對(duì)象轉(zhuǎn)移到其中一個(gè)survivor區(qū)（假設(shè)為from區(qū)）丸凭。Minor GC同樣會(huì)檢查存活下來(lái)的對(duì)象，并把它們轉(zhuǎn)移到另一個(gè)survivor區(qū)（假設(shè)為to區(qū)）腕铸。這樣在一段時(shí)間內(nèi)惜犀，總會(huì)有一個(gè)空的survivor區(qū)。經(jīng)過(guò)多次GC周期后狠裹，仍然存活下來(lái)的對(duì)象會(huì)被轉(zhuǎn)移到年老代內(nèi)存空間虽界。通常這是在年輕代有資格提升到年老代前通過(guò)設(shè)定年齡閾值來(lái)完成的。需要注意涛菠，Survivor的兩個(gè)區(qū)是對(duì)稱的莉御，沒(méi)先后關(guān)系，from和to是相對(duì)的俗冻。
- 年老代：在年輕代中經(jīng)歷了N次回收后仍然沒(méi)有被清除的對(duì)象礁叔，就會(huì)被放到年老代中，可以說(shuō)他們都是久經(jīng)沙場(chǎng)而不亡的一代言疗，都是生命周期較長(zhǎng)的對(duì)象晴圾。對(duì)于年老代和永久代颂砸，就不能再采用像年輕代中那樣搬移騰挪的回收算法噪奄，因?yàn)槟切?duì)于這些回收戰(zhàn)場(chǎng)上的老兵來(lái)說(shuō)是小兒科死姚。通常會(huì)在老年代內(nèi)存被占滿時(shí)將會(huì)觸發(fā)Full GC,回收整個(gè)堆內(nèi)存。
- 持久代：用于存放靜態(tài)文件勤篮，比如java類都毒、方法等。持久代對(duì)垃圾回收沒(méi)有顯著的影響碰缔。
分代回收的效果圖如下：
最后講分代账劲，是因?yàn)榉执锷婕傲饲懊鎺追N算法。年輕代：涉及了復(fù)制算法金抡；年老代：涉及了“標(biāo)記-整理（Mark-Sweep）”的算法瀑焦。
總結(jié)
通過(guò)對(duì)以上知識(shí)點(diǎn)的理解；再來(lái)看我的問(wèn)題：
這里就先不說(shuō)那么細(xì)梗肝；我的理解是在JVM啟動(dòng)時(shí)候通過(guò)類裝載器將class加載到JVM中榛瓮；
靜態(tài)變量
public static StringBuffer cachebuffer = new StringBuffer();
cachebuffer 被JVM存儲(chǔ)在方法區(qū)；
new StringBuffer(); 這個(gè)對(duì)象被JVM存儲(chǔ)在java堆(Heap)中
后面創(chuàng)建的StringBuffer();也存在java堆(Heap)中巫击；
當(dāng)靜態(tài)變量指向新的對(duì)象的時(shí)候
cachebuffer = new StringBuffer();
之前的5M的StringBuffer對(duì)象是還在內(nèi)存中的禀晓；沒(méi)有立馬被GC回收的；
按照GC收集的機(jī)制：觸發(fā)GC回收年輕代的數(shù)據(jù)是年輕代的堆內(nèi)存滿了坝锰；才會(huì)觸發(fā)粹懒；
如果之前cachebuffer 還沒(méi)被清空（創(chuàng)建新的對(duì)象取代）的時(shí)候就觸發(fā)了年輕代的GC 那么cachebuffer 就會(huì)會(huì)被從Enden區(qū)到survivor區(qū)甚至到Old Memory區(qū)域；
可以想象出這個(gè)代碼是有問(wèn)題的顷级；
后來(lái)又研究了下這個(gè)靜態(tài)變量會(huì)什么時(shí)候被GC回收：
靜態(tài)變量是屬于類的不是屬于實(shí)例對(duì)象的凫乖；所以這個(gè)類存在靜態(tài)變量就會(huì)一直存在；靜態(tài)變量存儲(chǔ)在方法區(qū)弓颈；用于保存類常量以及字符串常量拣凹。注意，這個(gè)區(qū)域不是用于存儲(chǔ)那些從老年代存活下來(lái)的對(duì)象恨豁，按照分代屬于持久代嚣镜；這個(gè)區(qū)域也可能發(fā)生GC。發(fā)生在這個(gè)區(qū)域的GC事件也被算為 Major GC 橘蜜。只不過(guò)在這個(gè)區(qū)域發(fā)生GC的條件非常嚴(yán)苛菊匿，必須符合以下三種條件才會(huì)被回收：
1、所有實(shí)例被回收
2计福、加載該類的ClassLoader 被回收
3跌捆、Class 對(duì)象無(wú)法通過(guò)任何途徑訪問(wèn)（包括反射）
所以一般來(lái)說(shuō) 靜態(tài)變量很少會(huì)被GC回收的；
參考鏈接：（準(zhǔn)確的來(lái)說(shuō)是copy鏈接~下面兩篇寫(xiě)的都很不錯(cuò)）
https://zhuanlan.zhihu.com/p/25539690
http://blog.csdn.net/tonytfjing/article/details/44278233
