1 JAVA内存管理
1.1 java是如何管理内存的
Java的内存管理就是对象的分配和释放问题。（两部分）
分配 ：内存的分配是由程序完成的，程序员需要通过关键字new 为每个对象申请内存空间 (基本类型除外)，所有的对象都在堆 (Heap)中分配空间。
释放 ：对象的释放是由垃圾回收机制决定和执行的，这样做确实简化了程序员的工作。但同时，它也加重了JVM的工作。这也是Java程序运行速度较慢的原因之一。因为，GC(Gabage Collection)为了能够正确释放对象，GC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。
1.2什么叫java的内存泄露
在Java中，内存泄漏就是存在一些被分配的对象，这些对象有下面两个特点，首先，这些对象是可达的，即在有向图中，存在通路可以与其相连（也就是说仍存在该内存对象的引用）；其次，这些对象是无用的，即程序以后不会再使用这些对象。如果对象满足这两个条
件，这些对象就可以判定为Java中的内存泄漏，这些对象不会被GC所回收，然而它却占用内存。
与C++内存泄露概念的区别：
在C++中，内存泄漏的范围更大一些。有些对象被分配了内存空间，然后却不可达，由于C++中没有GC，这些内存将永远收不回来。在Java中，这些不可达的对象都由GC负责回收，因此程序员不需要考虑这部分的内存泄露。
1.3 JVM的内存区域组成
java把内存分两种：一种是栈内存，另一种是堆内存
1。在函数中定义的基本类型变量和对象的引用变量都在函数的栈内存中分配；
2。堆内存用来存放由new创建的对象和数组以及对象的实例变量
在函数（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所分配的内存空间；在堆中分配的内存由java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。
堆和栈的优缺点
堆的优势是可以动态分配内存大小，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内存的。缺点就是要在运行时动态分配内存，存取速度较慢；栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于直接位于CPU中的寄存器。另外，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。
Java的内存管理实质上就是JVM的内存管理，JVM的内存分为两部分：stack和heap孝亲尊师
Stack（栈）是指JVM的内存指令区。Java基本数据类型，Java指令代码，常量都存在stack中。
heap（堆）是JVM的内存数据区。heap专门用来保存对象的实例，实际上也只是保存对象实例的属性值，属性的类型和对象本身的类型标记等，并不保存对象的方法（方法是指令，保存在Stack中），对象实例在heap中分配好后需要在Stack中保存1个4字节的heap内存地址，用来定位该对象在heap中的位置，以便找到该对象实例。
Stack不存在内存管理问题，系统自动管理，heap中的对象由GC负责垃圾回收。
GC垃圾收集的规程：GC进程定期扫描heap，他根据stack中保存的4字节对象地址扫描heap，定位heap中的这些对象，进行一些优化，并且假设heap中的没有扫描到区域都是空闲的，统统refresh（实际上是把stack中丢失对象地址的无用对象清除了）。这就是垃圾回收的过程。
关于对象
1、方法本身是指令的操作码部分，保存在stack中；
2、方法内部变量作为指令的操作数部分，跟在指令的操作码之后，保存在stack中（实际上是简单类型保存在stack中，对象实例在stack中保存地址，在heap中保存值）
上述的指令操作数和指令操作码构成完整的Java指令。
3、对象实例包括属性值作为数据，保存在heap中。
关于静态方法和静态属性
当一个ClassLoader load进入JVM后，方法指令保存在stack中，此时heap区没有数据，然后程序计数器开始执行指令，如果是一个静态方法，直接依次执行指令代码，当然此时指令代码无法访问heap数据区；如果是非静态方法，由于隐含参数没有值，会报错。因此在非静态方法执行之前，要先new对象，在heap中分配数据，并把stack中的地址指针交给非静态方法，这样程序计数器一次执行指令，而指令代码就能够访问到heap数据区。
由于上述的原因，静态属性是保存在stack中的（基本类型保存在stack，对象类型地址保存在stack中，值保存在heap中），并因此具有全局属性。
补充：字符串常量在stack分配，this在heap中分配，数组想对象一样既在stack中分配地址放数组名称，又在heap中分配数组实际大小的空间。
下面再说C／C++内存管理
在C＋＋中，内存分为5个区，他们分别是堆、栈、自由存储区、全局／静态存储区和常量存储区。
栈：编译器自动管理，里面的变量是局部变量、函数参数等（可以用alloca函数分配）
堆：由new分配的内存块，用delete释放
自由存储区：由malloc分配，用free释放和堆很相似
全局／静态存储区：全局变量和静态变量
常量存储区：常量
1.3.1 JVM中的对象生命周期
在JVM运行空间中，对象的整个生命周期大致可以分为7个阶段：创建阶段（Creation）、应用阶段（Using）、不可视阶段（Invisible）、不可到达阶段（Unreachable）、可收集阶段（Collected）、终结阶段（Finalized）与释放阶段（Free）。上面的这7个阶段，构成了 JVM中对象的完整的生命周期。下面分别介绍对象在处于这7个阶段时的不同情形。
3.1.1创建阶段
t字之谜在对象创建阶段，系统要通过下面的步骤，完成对象的创建过程：
（1）为对象分配存储空间。 （2）开始构造对象。 （3）递归调用其超类的构造方法。
（4勤组词）进行对象实例初始化与变量初始化。（5）执行构造方法体。
上面的5个步骤中的第3步就是指递归地调用该类所扩展的所有父类的构造方法，一个Java类（除Object类外）至少有一个父类（Object），这个规则既是强制的，也是隐式的。你可能已经注意到在创建一个Java类的时候，并没有显式地声明扩展（extends）一个Object父类。实际上，在 Java程序设计中，任何一个Java类都直接或间接的是Object类的子类。例如下面的代码：
public class A {
…
}
这个声明等同于下面的声明：
public class A extends java.lang.Object {
…
}
上面讲解了对象处于创建阶段时，系统所做的一些处理工作，其中有些过程与应用的性能密切相关，因此在创建对象时，我们应该遵循一些基本的规则，以提高应用的性能。
下面是在创建对象时的几个关键应用规则：
（1）避免在循环体中创建对象，即使该对象占用内存空间不大。
（2）尽量及时使对象符合垃圾回收标准。
（3）不要采用过深的继承层次。
（4）访问本地变量优于访问类中的变量。
关于规则（1）避免在循环体中创建对象，即使该对象占用内存空间不大，需要提示一下，这种情况在我们的实际应用中经常遇到，而且我们很容易犯类似的错误，例如下面的代码：
… …
for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
Object obj = new Object();
System.out.println("obj= "+ obj);
}
… …
上面代码的书写方式相信对你来说不会陌生，也许在以前的应用开发中你也这样做过，尤其是在枚举一个Vector对象中的对象元素的操作中经常会这样书写，但这却违反了上述规则（1），因为这样会浪费较大的内存空间，正确的方法如下所示：
… …
Object obj = null;
for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
obj = new Object();
System.out.println("obj= "+ obj);
}
… …
采用上面的第二种编写方式，仅在内存中保存一份对该对象的引用，而不像上面的第一种编写方式中代码会在内存中产生大量的对象应用，浪费大量的内存空间，而且增大了系
统做垃圾回收的负荷。因此在循环体中声明创建对象的编写方式应该尽量避免。
另外，不要对一个对象进行多次初始化，这同样会带来较大的内存开销，降低系统性能，如：可怜无定河边骨
public class A {
private Hashtable table = new Hashtable ();
public A() {
// 将Hashtable变歌词对象table初始化了两次
table = new Hashtable();
}
}
正确的方式为：
public class B {
private Hashtable table = new Hashtable ();
public B() {
}
}
不要小看这个差别，它却使应用软件的性能相差甚远，如图2-5所示。
图2-5 初始化对象多次所带来的性能差别船钓
看来在程序设计中也应该遵从“勿以恶小而为之”的古训，否则我们开发出来的应用也是低效的应用，有时应用软件中的一个极小的失误，就会大幅度地降低整个系统的性能。因此，我们在日常的应用开发中，应该认真对待每一行代码，采用最优化的编写方式，不要忽视细节，不要忽视潜在的问题。
3.1.2应用阶段
当对象的创建阶段结束之后，该对象通常就会进入对象的应用阶段。这个阶段是对象得以表现自身能力的阶段。也就是说对象的应用阶段是对象整个生命周期中证明自身“存在价值”的时期。在对象的应用阶段，对象具备下列特征： 评标专家管理办法
◆系统至少维护着对象的一个强引用（Strong Reference）；
◆所有对该对象的引用全部是强引用（除非我们显式地使用了：软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）或虚引用（Phantom Reference））。
上面提到了几种不同的引用类型。可能一些读者对这几种引用的概念还不是很清楚，下面分别对之加以介绍。在讲解这几种不同类型的引用之前，我们必须先了解一下Java中对象引用的结构层次。 Java对象引用的结构层次示意如图2-6所示。
图2-6 对象引用的结构层次示意
由图2-6我们不难看出，上面所提到的几种引用的层次关系，其中强引用处于顶端，而虚引用则处于底端。下面分别予以介绍。
1．强引用
强引用（Strong Reference）是指JVM内存管理器从根引用集合（Root Set）出发遍寻堆中所有到达对象的路径。当到达某对象的任意路径都不含有引用对象时，对这个对象的引用就被称为强引用。
2．软引用
软引用（Soft Reference）的主要特点是具有较强的引用功能。只有当内存不够的时候，才回收这类内存，因此在内存足够的时候，它们通常不被回收。另外，这些引用对象还能保证在Java抛出OutOfMemory 异常之前，被设置为null。它可以用于实现一些常用资源的缓存，实现巧克力diyCache的功能，保证最大限度的使用内存而不引起OutOfMemory。再者，软可到达对象的所有软引用都要保证在虚拟机抛出OutOfMemoryError之前已经被清除。否则，清除软引用的时间或者清除不同对象的一组此类引用的顺序将不受任何约束。然而，虚拟机实现不鼓励清除最近访问或使用过的软引用。下面是软引用的实现代码：
