JVM学习

jvm的位置

jvm的体系结构

类加载器

作用

加载class文件

1.虚拟机自带的加载器

2.启动类（根）加载器

3.扩展类加载器

4.应用程序（系统类）加载器

双亲委派机制

1.通过委派的方式，可以避免类的重复加载，当父加载器已经加载过某一个类时，子加载器就不会再重新加载这个类。
2.通过双亲委派的方式，还保证了安全性。因为Bootstrap ClassLoader在加载的时候，只会加载JAVA_HOME中的jar包里面的类，如java.lang.Integer，那么这个类是不会被随意替换的，除非有人跑到你的机器上， 破坏你的JDK。那么，就可以避免有人自定义一个有破坏功能的java.lang.Integer被加载。这样可以有效的防止核心Java API被篡改。

沙箱安全机制

了解即可：权限安全策略

Native

凡是带了native关键字的方法，说明Java的作用范围达不到，会去调用底层c语言的库；

会进入本地方法栈；

调用本地方法接口：JNI；

JNI作用：扩展Java的使用，融合不同的编程语言为java所用；最初仅想融合C、C++；

Java诞生时，C、C++流行，想要立足，必须要有调用C和C++的程序；

它在内存区域中，专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack，登记native方法；

在最终执行时，加载本地方法库中的方法通过JNI。

应用：Java程序驱动打印机，管理系统，Robot类，企业级应用中较为少见。

调用其它接口：Socket、web Service、http。

PC寄存器

程序计数器：Program Counter Register.

每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码，是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不计。

方法区

方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义，简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区域中，此区域属于共享空间；

静态变量、常量、类信息（构造方法，接口定义）、运行时的常量池存在方法区中，但是实例变量存在堆内存中，与方法区无关。

static、final、Class模板、常量池

栈

数据结构。

程序 = 数据结构 + 算法：持续学习；

程序 = 框架 + 业务逻辑：吃饭；

栈：先进后出、后进先出：桶概念；

队列：先进先出，后进后出：管道排队概念；（FIFO：First Input First Output）；

喝多了吐就是栈，吃多了拉就是队列。

栈：栈内存，主管程序的运行，生命周期和线程同步；线程结束，栈内存就释放；对于栈来说，不存在垃圾回收问题；一旦线程结束，栈就结束。

栈：8大基本类型+对象的引用+实例的方法；

栈运行原理：栈帧

栈满了：StackOverflowError

栈+堆+方法区：交互关系；

三种JVM

• Sun公司 HotSpot
• BEA JRockit
• IBM J9 VM

堆

Heap：一个JVM只有一个堆内存；堆内存的大小是可调节的；

堆内存细分三个区域：

• 新生区：Young/New

• 老年区：Old

• 永久区：Perm
  

  垃圾回收：轻量级（针对伊甸园区）与重量级（FullGC：新生区）；主要是在新生区与养老区；假设内存满了会报OOM（OutOfMemoryError），堆内存不够。

  在JDK8以后，永久存储区改名为元空间；

新生区、老年区

• 类 诞生和成长的地方，甚至死亡；

• 伊甸园，所有的对象都是在伊甸园区新生，

• 幸存者区（0，1）

  经过研究，99%的对象都是临时对象。

永久区

常驻内存，用来存放JDK自身携带的Class对象，interface元数据，存储的是Java运行时的一些环境或类信息；

这个区域不存在垃圾回收；关闭虚拟机就会释放永久区内存。

一个启动类加载了大量的第三方jar包，Tomcat部署了太多的应用，大量动态生成的反射类；不断的被加载；直到内存满，就会出现OOM。

• JDK1.6之前：永久代，常量池在方法区中；
• JDK1.7：永久代，但是慢慢退化，去永久代，常量池在堆中；
• JDK1.8：无永久代，常量池在元空间

堆内存调优

元空间逻辑上存在，物理上不存在

默认情况下：分配的总内存是电脑内存的四分之一，而初始化的内存：六十四分之一；

-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+printGCDetails

Xms1m -Xmx1m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

// -Xms 设置初始化内存分配大小，默认为1/64

// -Xmx 设置最大分配内存，默认为1/4

// -XX:+PrintGCDetails 打印GC垃圾回收信息

// -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError OOM DUMP文件

OOM：

1.尝试堆内存空间扩大；

2.分析内存（内存快照分析工具JProfiler）

​ 1.分析dump内存文件，快速定位内存泄漏；

​ 2.获得堆中的数据；

​ 3.获得大的对象；

​ 4. …

GC 垃圾回收

JVM在进行GC时，并不是对这三个区域统一回收，大部分时候，都是回收新生代；

• 新生代
• 幸存区（from,to：谁空谁是to）
• 老年代

GC两种类别：轻GC（普通的GC），重GC（全局GC）；

当一个对象经历了15（默认）次GC后，都还没有死，就会进入养老区

​ -XX:MaxTenuringThreshold=5 设置进入老年代的时间

1.每次GC都会将Eden中活的对象移到幸存区中：一旦Eden区被GC后，就会是空的；

GC（常用算法）

• 标记清除算法
  

  1.扫描对象：对活着的对象进行标记；

  2.清除扫描：对没有标记的对象进行清除。

  优点：不需要额外的空间！

  缺点：两次扫描，严重浪费时间，会产生内存碎片。

• 标记整理/压缩法
  

  对标记清除法的再优化：压缩：防止内存碎片产生，再次扫描，向一端移动存活的对象；

  标记清除压缩：先标记清除几次，再压缩

• 复制清除算法：为了保证to区永远都是干净的
  
  
  好处：没有内存的碎片

  坏处：浪费了内存空间：多了一半空间永远是空to；假设对象100%存活（极端情况），开销极大

  复制算法最佳使用场景：对象存活度较低的时候（新生区）

• 引用计数算法（用的较少）
  

内存效率：复制算法>标记清除法>标记压缩法（时间复杂度）

内存整齐度：复制算法 = 标记压缩法>标记清除法

内存利用率：标记压缩法 = 标记清除法 > 复制算法

没有最好的算法，只有最合适的算法—>GC：分代收集算法

年轻代：

• 存活率低，复制算法

老年代：

• 存活率高，区域大，标记清除法 + 标记压缩法 混合实现

JMM：Java Memory Model

1.什么是JMM？

Java Memory Model。

2.它是做什么的？官方、其他人的博客、对应的视频

作用：缓存一致性协议，用于定义数据读写的规则（遵守，找到这个规则）。

JMM定义了线程工作内存与主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存中，每个线程都有一个私有的本地内存，本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。

解决共享对象可见性这个问题：volatile

3.它该如何学习？

JMM：抽象的概念，理论

学习：volatile

总结

《深入理解Java虚拟机》