JAVA存储分析与管理方法

存储 堆栈 JVM内存分区

栈：由JVM分配区域，用于保存线程执行的动作和数据引用。栈是一个运行的单位，Java中一个线程就会相应有一个线程栈与之对应。
堆：由JVM分配的，用于存储对象等数据的区域。
常量池：在编译的阶段，在堆中分配出来的一块存储区域，用于存储显式的String，float或者integer.例如String str="abc"; abc这个字符串是显式声明，所以存储在常量池。

JVM内存分四种：

1、栈区（stacksegment）—由编译器自动分配释放,存放函数的参数值，局部变量的值等，具体方法执行结束之后，系统自动释放JVM内存资源

2、堆区（heapsegment）—一般由程序员分配释放，存放由new创建的对象和数组，jvm不定时查看这个对象，如果没有引用指向这个对象就回收

3、静态区（datasegment）—存放全局变量，静态变量和字符串常量，不释放

4、代码区（codesegment）—存放程序中方法的二进制代码，而且是多个对象共享一个代码空间区域

在方法（代码块）中定义一个变量时，java就在栈中为这个变量分配JVM内存空间，当超过变量的作用域后，java会自动释放掉为该变量所分配的JVM内存空间；在堆中分配的JVM内存由java虚拟机的自动垃圾回收器来管理，堆的优势是可以动态分配JVM内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，因为它是在运行时动态分配JVM内存的。缺点就是要在运行时动态分配JVM内存，存取速度较慢；栈的优势是存取速度比堆要快，缺点是存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的无灵活性。

◆java堆由Perm区和Heap区组成，Heap区则由Old区和New区组成，而New区又分为Eden区,From区,To区，Heap={Old+NEW={Eden,From,To}}，见图1所示。

Heap区分两大块，一块是NEWGeneration,另一块是OldGeneration.在NewGeneration中，有一个叫Eden的空间，主要是用来存放新生的对象，还有两个SurvivorSpaces（from,to）,它们用来存放每次垃圾回收后存活下来的对象。在OldGeneration中，主要存放应用程序中生命周期长的JVM内存对象，还有个PermanentGeneration，主要用来放JVM自己的反射对象，比如类对象和方法对象等。

在NewGeneration块中，垃圾回收一般用Copying的算法，速度快。每次GC的时候，存活下来的对象首先由Eden拷贝到某个SurvivorSpace,当SurvivorSpace空间满了后,剩下的live对象就被直接拷贝到OldGeneration中去。因此，每次GC后，EdenJVM内存块会被清空。在OldGeneration块中，垃圾回收一般用mark-compact的算法，速度慢些，但减少JVM内存要求.

垃圾回收分多级，0级为全部(Full)的垃圾回收，会回收OLD段中的垃圾；1级或以上为部分垃圾回收，只会回收NEW中的垃圾，JVM内存溢出通常发生于OLD段或Perm段垃圾回收后，仍然无JVM内存空间容纳新的Java对象的情况。

JVM调用GC的频度还是很高的，主要两种情况下进行垃圾回收：当应用程序线程空闲；另一个是JVM内存堆不足时，会不断调用GC，若连续回收都解决不了JVM内存堆不足的问题时，就会报outofmemory错误。因为这个异常根据系统运行环境决定，所以无法预期它何时出现。

根据GC的机制，程序的运行会引起系统运行环境的变化，增加GC的触发机会。为了避免这些问题，程序的设计和编写就应避免垃圾对象的JVM内存占用和GC的开销。显示调用System.GC()只能建议JVM需要在JVM内存中对垃圾对象进行回收，但不是必须马上回收，一个是并不能解决JVM内存资源耗空的局面，另外也会增加GC的消耗。

当一个URL被访问时，JVM内存区域申请过程如下：

A.JVM会试图为相关Java对象在Eden中初始化一块JVM内存区域

B.当Eden空间足够时，JVM内存申请结束。否则到下一步

C.JVM试图释放在Eden中所有不活跃的对象（这属于1或更高级的垃圾回收）,释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分Eden中活跃对象放入Survivor区

D.Survivor区被用来作为Eden及OLD的中间交换区域，当OLD区空间足够时，Survivor区的对象会被移到Old区，否则会被保留在Survivor区

E.当OLD区空间不够时，JVM会在OLD区进行完全的垃圾收集（0级）

F.完全垃圾收集后，若Survivor及OLD区仍然无法存放从Eden复制过来的部分对象，导致JVM无法在Eden区为新对象创建JVM内存区域，则出现"outofmemory错误"

　(1)我们在使用诸如String str = "abc"；的格式定义类时，总是想当然地认为，我们创建了String类的对象str。担心陷阱！对象可能并没有被创建！唯一可以肯定的是，指向 String类的引用被创建了。至于这个引用到底是否指向了一个新的对象，必须根据上下文来考虑，除非你通过new()方法来显要地创建一个新的对象。因此，更为准确的说法是，我们创建了一个指向String类的对象的引用变量str，这个对象引用变量指向了某个值为"abc"的String类。清醒地认识到这一点对排除程序中难以发现的bug是很有帮助的。

(2)使用String str = "abc"；的方式，可以在一定程度上提高程序的运行速度，因为JVM会自动根据栈中数据的实际情况来决定是否有必要创建新对象。而对于String str = new String("abc")；的代码，则一概在堆中创建新对象，而不管其字符串值是否相等，是否有必要创建新对象，从而加重了程序的负担。这个思想应该是享元模式的思想，但JDK的内部在这里实现是否应用了这个模式，不得而知。

(3)当比较包装类里面的数值是否相等时，用equals()方法；当测试两个包装类的引用是否指向同一个对象时，用==。

(4)由于String类的immutable性质，当String变量需要经常变换其值时，应该考虑使用StringBuffer类，以提高程序效率。