安卓和java内存分配和管理机制 （jdk1.7之前和之后区别）

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java使用虚拟机jvm进行内存的分配

在Java中，内存的分配是由jvm完成的。

java采用GC机制进行内存管理

Android虚拟机的垃圾回收采用的是根搜索算法。GC会从根节点（GC Roots）开始对heap进行遍历。到最后，部分没有直接或者间接引用到GC Roots的就是需要回收的垃圾，会被GC回收掉。而内存泄漏出现的原因就是存在了无效的引用，导致本来需要被GC的对象没有被回收掉。

• 内存垃圾回收机制

是从程序的主要运行对象(如静态对象/寄存器/栈上指向的堆内存对象等)开始检查引用链，当遍历一遍后得到上述这些无法回收的对象和他们所引用的对象链，组成无法回收的对象集合，而其他孤立对象（集）就作为垃圾回收

GC为了能够正确释放对象，必须监控每一个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、被引用、赋值等，GC都需要进行监控。监视对象状态是为了更加准确地、及时地释放对象，而释放对象的根本原则就是该对象不再被引用。

• 关于GC介绍

有几个函数可以访问GC，例如运行GC的函数System.gc()，但是根据Java语言规范定义，该函数不保证JVM的垃圾收集器一定会执行。因为不同的JVM实现者可能使用不同的算法管理GC

通常GC的线程的优先级别较低。JVM调用GC的策略也有很多种，有的是内存使用到达一定程度时，GC才开始工作，也有定时执行的，有的是平缓执行GC，有的是中断式执行GC。但通常来说，我们不需要关心这些。

• 如何监听GC过程

系统每进行一次GC操作时，都会在LogCat中打印一条日志，我们只要去分析这条日志就可以了，日志的基本格式如下

D/dalvikvm: <GC_Reason> <Amount_freed>, <Heap_stats>, <Pause_time>

• 第一部分GC_Reason，这个是触发这次GC操作的

一般情况下一共有以下几种触发GC操作的原因：

GC_CONCURRENT: 当我们应用程序的堆内存快要满的时候，系统会自动触发GC操作来释放内存。

GC_FOR_MALLOC: 当我们的应用程序需要分配更多内存，可是现有内存已经不足的时候，系统会进行GC操作来释放内存。

GC_HPROF_DUMP_HEAP: 当生成HPROF文件的时候，系统会进行GC操作，关于HPROF文件我们下面会讲到。

GC_EXPLICIT: 这种情况就是我们刚才提到过的，主动通知系统去进行GC操作，比如调用System.gc()方法来通知系统。或者在DDMS中，通过工具按钮也是可以显式地告诉系统进行GC操作的。

• 第二部分Amount_freed，表示系统通过这次GC操作释放了多少内存

• 第三部分Heap_stats中会显示当前内存的空闲比例以及使用情况（活动对象所占内存 / 当前程序总内存）

• 第四部分Pause_time表示这次GC操作导致应用程序暂停的时间。关于这个暂停的时间，Android在2.3的版本当中进行过一次优化，在2.3之前GC操作是不能并发进行的，也就是系统正在进行GC，那么应用程序就只能阻塞住等待GC结束。虽说这个阻塞的过程并不会很长，也就是几百毫秒，但是用户在使用我们的程序时还是有可能会感觉到略微的卡顿。而自2.3之后，GC操作改成了并发的方式进行，就是说GC的过程中不会影响到应用程序的正常运行，但是在GC操作的开始和结束的时候会短暂阻塞一段时间，不过优化到这种程度，用户已经是完全无法察觉到了

内存泄漏

1.内存泄漏的定义

当一个对象已经不需要使用了，本该被回收时，而有另外一个正在使用的对象持有它的引用，从而导致了对象不能被GC回收。这种导致了本该被回收的对象不能被回收而停留在堆内存中，就产生了内存泄漏。堆内存中的长生命周期的对象持有短生命周期对象的强/软引用，尽管短生命周期对象已经不再需要，但是因为长生命周期对象持有它的引用而导致不能被回收，这就是Java中内存泄露的根本原因。

2.内存泄漏（Memory Leak）

进程中某些对象已经没有使用的价值了，但是他们却还可以直接或间接地被引用到GC Root导致无法回收。当内存泄漏过多的时候，再加上应用本身占用的内存，日积月累最终就会导致内存溢出OOM

3.内存溢出（OOM）

当应用的heap资源超过了Dalvik虚拟机分配的内存就会内存溢出

4.内存泄漏带来的影响

应用卡顿：泄漏的内存影响了GC的内存分配，过多的内存泄漏会影响应用的执行效率

应用异常：过多的内存泄漏，最终会导致 Dalvik分配的内存，出现OOM

应用不同引用类型预防内存泄漏

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在Android应用的开发中，为了防止内存溢出，在处理一些占用内存大而且声明周期较长的对象时候，可以尽量应用软引用和弱引用技术

软/弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。利用这个队列可以得知被回收的软/弱引用的对象列表，从而为缓冲器清除已失效的软/弱引用。

java1.7之前内存分配策略

1.静态方法区

静态的存储区，内存在程序编译的时候就已经分配好了，这块内存在程序整个运行期间都一直存在。它主要存放静态数据、全局的static数据和常量池。

2.栈

虚拟机栈：

在执行方法时，方法一些内部变量的存储都可以放在栈上面创建，方法执行结束的时候这些存储单元就会自动被注释掉。栈内存包括分配的运算速度很快，因为内在在处理器里面。当然容量有限，并且栈是一块连续的内存区域，大小是由操作系统决定的，他先进后出，进出完成不会产生碎片，运行效率高且稳定

虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧用于存储局部变量表，操作栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法被调用的过程就对应一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。这里的栈指的就是虚拟机栈或者说虚拟机栈中的局部变量表部分。

本地方法栈：

本地方法栈和虚拟机栈基本类似，只不过Java虚拟机栈执行的是Java代码（字节码），本地方法栈中执行的是本地方法的服务。本地方法栈中也会抛出StackOverflowError和OutOfMemory异常。

3.堆

也叫动态内存 。我们通常使用new 来申请分配一个内存。这里也是我们讨论内存泄漏优化的关键存储区。GC会根据内存的使用情况，对堆内存里的垃圾内存进行回收。堆内存是一块不连续的内存区域，如果频繁地new/remove会造成大量的内存碎片，GC频繁的回收，导致内存抖动，这也会消耗我们应用的性能

4.堆和栈的区别

在函数中（说明是局部变量）定义的一些基本类型的变量和对象的引用变量都是在函数的栈内存中分配。

当在一段代码块中定义一个变量时，java就在栈中为这个变量分配内存空间，当超过变量的作用域后，java会自动释放掉为该变量分配的内存空间，该内存空间可以立刻被另作他用。

堆内存用于存放所有由new创建的对象（内容包括该对象其中的所有成员变量）和数组。在堆中分配的内存，由java虚拟机自动垃圾回收器来管理。

在堆中产生了一个数组或者对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，这个变量的取值等于数组或者对象在堆内存中的首地址，在栈中的这个特殊的变量就变成了数组或者对象的引用变量，以后就可以在程序中使用栈内存中的引用变量来访问堆中的数组或者对象，引用变量相当于为数组或者对象起的一个别名，或者代号。

5.程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间，它可以看成是当前线程所执行的字节码的行号指示器。程序计数器记录线程当前要执行的下一条字节码指令的地址。由于Java是多线程的，所以为了多线程之间的切换与恢复，每一个线程都需要单独的程序计数器，各线程之间互不影响。这类内存区域被称为“线程私有”的内存区域。
由于程序计数器只存储一个字节码指令地址，故此内存区域没有规定任何OutOfMemoryError情况。

6.得出结论

局部变量的基本数据类型和引用，存储于栈中，引用的对象实体存储于堆中。因为它们属于方法中的变量，生命周期随方法而结束。

成员变量全部存储与堆中（包括基本数据类型，引用和引用的对象实体），因为它们属于类，类对象终究是要被new出来使用的。

我们所说的内存泄露，只针对堆内存，他们存放的就是引用指向的对象实体。

java1.7和1.8内存分配的变化

在Java7之前，HotSpot虚拟机中将GC分代收集扩展到了方法区，使用永久代来实现了方法区。这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。但是在之后的HotSpot虚拟机实现中，逐渐开始将方法区从永久代移除。Java7中已经将运行时常量池从永久代移除，在Java 堆（Heap）中开辟了一块区域存放运行时常量池。而在Java8中，已经彻底没有了永久代，将方法区直接放在一个与堆不相连的本地内存区域，这个区域被叫做元空间。

参考

https://www.jianshu.com/u/b7b2c6ed9284
https://blog.csdn.net/Rainnnbow/article/details/50541079