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廢話少說，直接開整：

第1組：JDK、JRE、JVM的關系

JDK中包含JRE，也包括JDK，而JRE也包括JDK。

范圍關系：JDK>JRE>JVM。

具體見下圖：

 

第2組：.java文件與.class文件的關系

這兩者的關系需要兩張圖才能說明白：

 

第3組：class文件與JVM的關系

JVM通過類加載機制，把class文件裝載進JVM中，然后JVM解析class文件的內容，于是就有了類加載過中的鏈接、初始化等。

第4組：類加載器關系

一張圖來說明：

 

第5組：方法區、堆、棧之間到底有什么關系

直接上圖：

 

棧指向堆

如果在棧幀中有一個變量，類型為引用類型，比如：

package com.tian.my_code.test; 
 
public class JvmCodeDemo { 
    public  Object testGC(){ 
        int op1 = 10; 
        int op2 = 3; 
        Object obj = new Object(); 
        Object result=obj; 
        return result; 
    } 
} 

這時候就是典型的棧中元素obj指向堆中的Object對象，result的指向和obj的指向為同一個對象。

 

使用命令

javac -g:vars JvmCodeDemo.java 

進行編譯，然后再使用

javap -v JvmCodeDemo.class >log.txt 

然后打開log.txt文件

 

方法區指向堆

方法區中會存放靜態變量，常量等數據。

如果是下面這種情況，就是典型的方法區中元素指向堆中的對象。

 

堆指向方法區

方法區中會包含類的信息，對象保存再堆中，創建一個對象的前提是有對應的類信息，這個類信息就在方法區中。

 

第6組：Minor、Major、Full GC的關系

Minor GC：發生在年輕代的 GC。

• Minor GC是指從年輕代空間(包括 Eden 和 Survivor 區域)回收內存。當 JVM 無法為一個新的對象分配空間時會觸發Minor GC，比如當 Eden 區滿了。
• Eden區滿了觸發MinorGC，這時會把Eden區存活的對象復制到Survivor區，當對象在Survivor區熬過一定次數的MinorGC之后，就會晉升到老年代(當然并不是所有的對象都是這樣晉升的到老年代的)，當老年代滿了，就會報OutofMemory異常。
• 所有的MinorGC都會觸發全世界的暫停(stop-the-world)，停止應用程序的線程，不過這個過程非常短暫。

Major GC：發生在老年代的 GC。

• Major GC清理Tenured區(老年代)。

Full GC：新生代+老年代，比如 方法區引起年輕代和老年代的回收。

第7組：Survivor與Eden的關系

對于這兩者，最重要的是要明白為什么需要Survivor區?只有Eden不行嗎?

如果沒有Survivor,Eden區每進行一次Minor GC ,并且沒有年齡限制的話， 存活的對象就會被送到老年代。這樣一來，老年代很快被填滿,觸發Major GC(因為Major GC一般伴隨著Minor GC，也可以看做觸發了Full GC)。老年代的內存空間遠大于新生代，進行一次Full GC消耗的時間比Minor GC長得多。

執行時間長有什么壞處?

頻發的Full GC消耗的時間很長,會影響大型程序的執行和響應速度。

可能你會說，那就對老年代的空間進行增加或者較少咯。

假如增加老年代空間，更多存活對象才能填滿老年代。雖然降低Full GC頻率，但是隨著老年代空間加大,一旦發生Full GC,執行所需要的時間更長。

假如減少老年代空間，雖然Full GC所需時間減少，但是老年代很快被存活對象填滿,Full GC頻率增加。

所以Survivor的存在意義，就是減少被送到老年代的對象,進而減少Full GC的發生,Survivor的預篩選保證,只有經歷16 次Minor GC還能在新生代中存活的對象,才會被送到老年代。

第8組：引用計數法和可達性分享算法的關系

引用計數法

給對象添加一個引用計數器，每當一個地方引用它object時技術加1，引用失去以后就減1，計數為0說明不再引用

• 優點：實現簡單，判定效率高
• 缺點：無法解決對象相互循環引用的問題，對象A中引用了對象B，對象B中引用對象A。

public class A { 
    public B b;  
} 
public class B { 
    public C c;  
} 
public class C { 
    public A a;  
} 
public class Test{ 
     
    private void test(){ 
        A a = new A(); 
        B b = new B(); 
        C c = new C(); 
         
        a.b=b; 
        b.c=c; 
        c.a=a; 
    } 
} 

可達性分析算法

當一個對象到GC Roots沒有引用鏈相連，即就是GC Roots到這個對象不可達時，證明對象不可用。

 

GC Roots種類:

Java 線程中，當前所有正在被調用的方法的引用類型參數、局部變量、臨時值等。也就是與我們棧幀相關的各種引用。所有當前被加載的 Java 類。Java 類的引用類型靜態變量。運行時常量池里的引用類型常量(String 或 Class 類型)。JVM 內部數據結構的一些引用，比如 sun.jvm.hotspot.memory.Universe 類。用于同步的監控對象，比如調用了對象的 wait() 方法。

第9組：對象的引用類型的關系

• 強引用：User user=new User();我們開發中使用最多的對象引用方式。

特點：我們平常典型編碼Object obj = new Object()中的obj就是強引用。

通過關鍵字new創建的對象所關聯的引用就是強引用。

當JVM內存空間不足，JVM寧愿拋出OutOfMemoryError運行時錯誤(OOM)，使程序異常終止，也不會靠隨意回收具有強引用的“存活”對象來解決內存不足的問題。

對于一個普通的對象，如果沒有其他的引用關系，只要超過了引用的作用域或者顯式地將相應(強)引用賦值為 null，就是可以被垃圾收集的了，具體回收時機還是要看垃圾收集策略。

• 軟引用：SoftReference object=new SoftReference(new Object());

特點：軟引用通過SoftReference類實現。軟引用的生命周期比強引用短一些。只有當 JVM 認為內存不足時，才會去試圖回收軟引用指向的對象：即JVM 會確保在拋出 OutOfMemoryError 之前，清理軟引用指向的對象。軟引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用，如果軟引用所引用的對象被垃圾回收器回收，Java虛擬機就會把這個軟引用加入到與之關聯的引用隊列中。后續，我們可以調用ReferenceQueue的poll()方法來檢查是否有它所關心的對象被回收。如果隊列為空，將返回一個null,否則該方法返回隊列中前面的一個Reference對象。

應用場景：軟引用通常用來實現內存敏感的緩存。如果還有空閑內存，就可以暫時保留緩存，當內存不足時清理掉，這樣就保證了使用緩存的同時，不會耗盡內存

• 弱引用：WeakReference object=new WeakReference (new Object();ThreadLocal中有使用.

弱引用通過WeakReference類實現。弱引用的生命周期比軟引用短。在垃圾回收器線程掃描它所管轄的內存區域的過程中，一旦發現了具有弱引用的對象，不管當前內存空間足夠與否，都會回收它的內存。由于垃圾回收器是一個優先級很低的線程，因此不一定會很快回收弱引用的對象。

弱引用可以和一個引用隊列(ReferenceQueue)聯合使用，如果弱引用所引用的對象被垃圾回收，Java虛擬機就會把這個弱引用加入到與之關聯的引用隊列中。應用場景：弱應用同樣可用于內存敏感的緩存。

虛引用：幾乎沒見過使用， ReferenceQueue 、PhantomReference。

第10組：垃圾回收算法的關系

標記-清除算法

第一步：就是找出活躍的對象。我們反復強調 GC 過程是逆向的， 根據 GC Roots 遍歷所有的可達對象，這個過程，就叫作標記。

第二部：除了上面標記出來的對象以外，其余的都清楚掉。

• 缺點：標記和清除效率不高，標記和清除之后會產生大量不連續的內存碎片

 

復制算法

新生代使用，新生代分中Eden:S0:S1= 8:1:1，其中后面的1:1就是用來復制的。

當其中一塊內存使用完了，就將還存活的對象復制到另外一塊上面，然后把已經使用過的內存空間一次 清除掉。

 

一般對象分配都是進入新生代的eden區，如果Minor GC還存活則進入S0區，S0和S1不斷對象進行復制。對象存活年齡最大默認是15，大對象進來可能因為新生代不存在連續空間，所以會直接接入老年代。任何使用都有新生代的10%是空著的。

缺點：對象存活率高時，復制效率會較低，浪費內存。

標記整理算法

它的主要思路，就是移動所有存活的對象，且按照內存地址順序依次排列，然后將末端內存地址以后的內存全部回收。 但是需要注意，這只是一個理想狀態。對象的引用關系一般都是非常復雜的，我們這里不對具體的算法進行描述。我們只需要了解，從效率上來說，一般整理算法是要低于復制算法的。這個算法是規避了內存碎片和內存浪費。

讓所有存活的對象都向一端移動，然后直接清理掉端邊界以外的內存。

 

從上面的三個算法來看，其實沒有絕對最好的回收算法，只有最適合的算法。

第11組：垃圾收集器之間有什么關系

「新生代收集器」：Serial、ParNew、Parallel Scavenge「老年代收集器」：CMS、Serial Old、Parallel Old

「整堆收集器」：G1，ZGC(因為不涉年代不在圖中)

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