Runtime 类
在每一个 JVM 进程中，都会存在一个运行时的操作类的对象，而这个对象所属的类型就是 Runtime 类。利用 Runtime 类可以启动新的进程或进行相关运行时环境的操作，例如：取得内存空间以及释放垃圾空间。Runtime 类中的常用方法如表所示。
Runtime 类使用了单例设计模式
在学习面向对象概念时曾经强调过一个概念，一个类中至少会存在一个构造方法如果本类没有定义任何构造方法，那么会自动生成一个无参的什么都不做的构造方法。但是当用户打开 Runtime 类时会发现一个问题，在这个类中并没有构造方法的定义说明，可是这个类的构造方法却是真实存在的，因为其在声明时对构造方法进行了封装，所以 Runtime 类是一个典型的单例设计模式。
单例设计模式所属的类一定会提供一个 static 型的方法，用于取得本类的实例化对象，所以在 Runtime 类中也提供了一个getRuntime() 方法用于取得本类实例化对象。取得 Runtime 类实例化对象的方法为：public static Runtime getRuntime() 。
在 Runtime 类有一个非常重要的方法：public void gc() ，用于运行垃圾收集器，释放垃圾空间，即调用此方法后所产生的垃圾空间将被释放。
取得内存信息时，返回的数据为 long
在 Runtime 类中的 maxMemory() 、totalMemory() 、freeMemory() 3 个方法可以取得 JVM 的内存信息，而这 3 个方法的返回数据类型都是 long 。在之前讲解基本数据类型时强调 long 型数据在两种情况下使用：表示文件可用内存大小；表示日期时间数字。
package com.yootk.demo;
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Runtime run = Runtime.getRuntime(); // 取得Runtime类的实例化对象
System.out.println("MAX = " + run.maxMemory()); // 取得最大可用内存
System.out.println("TOTAL = " + run.totalMemory());// 取得全部可用内存
System.out.println("FREE = " + run.freeMemory()); // 取得空闲内存
}
}package com.yootk.demo;
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Runtime run = Runtime.getRuntime(); // 取得Runtime类的实例化对象
System.out.println("MAX = " + run.maxMemory()); // 取得最大可用内存
System.out.println("TOTAL = " + run.totalMemory());// 取得全部可用内存
System.out.println("FREE = " + run.freeMemory()); // 取得空闲内存
}
}本程序动态取得当前系统中的各个内存空间信息，返回的结果单元是 字节 (Byte)。
这些可用内存是固定的吗？
回答：利用启动参数可以调整内存空间。
首先，需要明确地告诉读者，Java 中可用内存空间是可以调整的，但是在调整之前，需要介绍 Java 中的内存划分，如图所示。
每一块内存空间都会存在一个内存伸缩区，当内存空间不足时就会动态开辟。所以为了提高性能，在实际应用中可能会开辟尽量大一些的内存空间，可以使用如下参数。
-Xms：初始分配内存，默认大小为 1/64 物理内存大小，但小于1G；-Xmx：最大分配内存，默认大小为 1/4 物理内存大小，但小于1G；-Xmn：设置年轻代堆内存大小。一般都会将-Xms与-Xmx两个参数的数值设为相同，以减少申请内存空间的时间。
在 Runtime 类中存在一个 gc() 方法，利用此方法可以实现垃圾内存的释放处理操作。
package com.yootk.demo;
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Runtime run = Runtime.getRuntime(); // 取得Runtime类的实例化对象
String str = "";
for (int x = 0; x < 2000; x++) {
str += x; // 产生大量垃圾
}
System.out.println("【垃圾处理前内存量】MAX = " + run.maxMemory());
System.out.println("【垃圾处理前内存量】TOTAL = " + run.totalMemory());
System.out.println("【垃圾处理前内存量】FREE = " + run.freeMemory());
run.gc(); // 释放垃圾空间
System.out.println("〖垃圾处理后内存量〗MAX = " + run.maxMemory());
System.out.println("〖垃圾处理后内存量〗TOTAL = " + run.totalMemory());
System.out.println("〖垃圾处理后内存量〗FREE = " + run.freeMemory());
}
}package com.yootk.demo;
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Runtime run = Runtime.getRuntime(); // 取得Runtime类的实例化对象
String str = "";
for (int x = 0; x < 2000; x++) {
str += x; // 产生大量垃圾
}
System.out.println("【垃圾处理前内存量】MAX = " + run.maxMemory());
System.out.println("【垃圾处理前内存量】TOTAL = " + run.totalMemory());
System.out.println("【垃圾处理前内存量】FREE = " + run.freeMemory());
run.gc(); // 释放垃圾空间
System.out.println("〖垃圾处理后内存量〗MAX = " + run.maxMemory());
System.out.println("〖垃圾处理后内存量〗TOTAL = " + run.totalMemory());
System.out.println("〖垃圾处理后内存量〗FREE = " + run.freeMemory());
}
}本程序利用 for 循环产生了许多垃圾空间，通过输出可以发现，垃圾产生后的空闲空间已经明显减少，而调用了 gc() 方法后空间将得到释放。
垃圾回收处理与对象创建
虽然垃圾收集只通过一个 gc() 方法就可以实现，但是垃圾回收与 Java 的内存划分也是有关系的。因为垃圾回收主要是对年轻代（Young Generation）与I旧生代（Old Generation）的内存进行回收。
年轻代内存空间用于存放新产生的对象，而经过若干次回收还没有被回收掉的对象向I旧生代内存空间移动。对年轻代进行垃圾回收称为MinorGC（从垃圾收集），对旧生代垃圾回收称为MajorGC（主垃圾收集），并且两块内存回收互不干涉。在 JVM 中的对象回收机制会使用分代回收（Generational Collection）的策略，用较高的频率对年轻代对象进行扫描和回收，而对旧生代对象则用较低的频率进行回收，这样就不需要在每次执行 GC 时将内存中的所有对象都检查一遍。
对于 GC 的执行可以用文字描述为：当 JVM 剩余内存空间不足时会触发 GC ，如果 Eden 内存空间不足就要进行从回收（Minro Collection），旧生代空间不足时要进行主回收（Major Collection），永久代空间不足时会进行完全垃圾收集（Full Collection）。
清楚了 JVM 的内存空间分配，读者就可以进一步理解对象创建流程，如图所示。
(1）当使用关键字 new 创建一个新对象时，JVM 会将新对象保存在 Eden 区，但是此时需要判断 Eden 区是否有空余空间，如果有，则直接将新对象保存在 Eden 区内，如果没有，则会执行 Minor GC （年轻代 GC ）。
(2)在执行完 Minor GC 后会清除掉不活跃的对象，从而释放 Eden 区的内存空间，随后会对 Eden 空间进行再次判断。如果此时剩余空间可以直接容纳新对象，则会直接为新对象申请内存空间；如果此时 Eden 区的空间依然不足，则会将部分活跃对象保存在 Survivor 区。
(3)由于 Survivor 区也有对象会存储在内，所以在保存 Eden 区发送来的对象前首先需要判断其空间是否充足，如果 Survivor 有足够的空余空间，则直接保存 Eden 区晋升来的对象，那么此时 Eden 区将得到空间释放，随后可以在 Eden 区为新的对象申请内存空间的开辟；如果 Survivor 区空间不足，就需要将 Survivor 区的部分活跃对象保存到 Tenured 区。
(4) Tenured 区如果有足够的内存空间，则会将 Survivor 区发送来的对象进行保存，如果此时 Tenured 区的内存空间也已经满了，则将执行 Full GC （完全 GC 或称为 Major GC ，包括年轻代和老年代，相当于使用 Runtime.getRuntime().gc() 处理）以释放老年代中保存的不活跃对象。如果在释放后有足够的内存空间，则会保存 Survivor 发送来的对象，从而 Survivor 将保存 Eden 发送来的对象，这样就可以在 Eden 区内有足够的内存保存新的对象。
(5)如果此时老年代的内存区也已经被占满，则会抛出 OutOfMemoryError （OOM错误），程序将中断运行。
实际上 Runtime 类还有一个更加有意思的功能，就是说它可以调用本机的可执行程序，并且创建进程。
package com.yootk.demo;
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Runtime run = Runtime.getRuntime(); // 取得Runtime类的实例化对象
Process pro = run.exec("mspaint.exe"); // 调用本机可执行程序
Thread.sleep(2000); // 运行2s后自动关闭
pro.destroy(); // 销毁进程
}
}package com.yootk.demo;
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Runtime run = Runtime.getRuntime(); // 取得Runtime类的实例化对象
Process pro = run.exec("mspaint.exe"); // 调用本机可执行程序
Thread.sleep(2000); // 运行2s后自动关闭
pro.destroy(); // 销毁进程
}
}本程序运行后会立刻在系统中增加一个画板程序的进程，过 2s 后将自动销毁此进程。