JVM性能优化（1）

一、类的加载机制

1. 装载（load）
   通过类的全限定名，获取定义此类的二进制字节流，将字节流代表的静态存储结构转化方法区运行时数据结构，并在堆内存中生成一个代表整个类的java.lang.Class。
2. 链接
   验证：保证加载类的正确性。
   准备：为类的静态变量分配内存，并初始化为默认值。
   解析：将类的符号引用转化为直接引用。
3. 初始化
   对类的静态变量，静态代码块进行真正初始化。

二、类的生命周期

装载

链接

初始化

使用

卸载

三、关于java.lang.Class

Class类封装一个对象和接口运行时的状态，当装载类时，Class类型的对象自动创建。Class类对象就是封装了一个类的类型信息，可以通过该对象操作其对应的类，即反射机制。

四、双亲委派机制

类的加载器在收到类的加载请求时，首先不会自己加载这个类，而是将请求委托给父类去加载。在父类无法加载时才会，自己加载这个类。

检查某个类是否已经加载，顺序是自底向上
加载类的，顺序是自上而下。

1、Java类的加载器

• Bootstrap ClassLoader:启动类加载器，负责加载Java核心类，JAVA_HOME中 jre/lib/rt.jar中所有class。
• Extension ClassLoader:扩展加载器，负责加载扩展功能jar，JAVA_HOME中 jre/lib中的所有jar。
• App ClassLoader: 应用类加载器，负责加载classpath中的所有类和jar。
• Custom ClassLoader 自定义加载器，通过java.lang.ClassLoader子类，自定义加载class。

类加载器图解

2、 如何破坏双亲委派原则

• 自定义类加载器，重写loadClass方法；
• 使用线程上下文类加载器；
  线程上下文类加载器(Thread Context ClassLoader)。这个类加载器可以通过java.lang.Thread类的setContextClassLoader()方法进行设置，如果创建线程时还未设置，他将会从父线程中继承一个，如果在应用程序的全局范围内都没有设置过的话，那这个类加载器默认就是应用程序类加载器。

五、运行时数据区

1、内存模型图解

2、内存模型理解

方法区

• 线程共享，在JVM启动时创建
• 存储类信息（版本、字段、方法、接口）、静态变量、常量、即时编译器编译后的代码等数据
• 是堆内存的一个逻辑部分，非堆
• OMM异常
• 运行时常量池（Run-Time Constant Pool）：存储class文件的编译时期产生字面量和符号引用

堆

• 线程共享，在JVM启动时创建
• 存储对象的实例，数组

虚拟机栈

• 线程独享，存储线程中方法的调用状态，一个线程对应一个虚拟机栈
• 每一个方法对应该栈中的一个栈帧
• 调用方法，就会向虚拟中压入一个栈帧，执行完一个方法就会从栈中弹出该栈帧

程序计数器

• 线程独享，用于保存线程中方法的执行状态
• 执行Java方法，计数器保存的是该方法对应的虚拟机字节码指令的地址
• 执行Native方法，计数器为空

本地方法栈

• 线程独享
• 保存的是本地方法的执行状态

3、栈和栈帧的理解

每个栈帧，对应一个方法，理解为这个栈帧的运行空间。
栈帧：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址

• 局部变量表：方法的局部变量、参数。局部变量表的变量不可直接使用，需要压至操作数栈中使用
• 操作数栈：压栈 出栈方式操作数
• 动态链接：指向运行时常量池中的该栈帧所属方法的引用
• 方法返回地址：退出方法的两种方式，一遇到返回指令，二遇到异常，且在该方法中未处理。

4、结合内存看对象的创建过程

堆内存模型

1. 新对象申请内存空间
2. 判断Eden区空间是否充足，充足，直接创建对象。
3. Eden区空间不足，触发MinorGC，再次判断Eden区空间是否充足，充足，直接创建对象。
4. Eden区空间仍然不足，判断Survivor空间是否充足，充足，复制部分Eden区存活对象至Survivor区，然后创建对象。
5. Survivor空间不充足，则判断Old区空间是否充足，充足，复制部分Survivor区存活对象至Old区，然后创建对象。
6. Old区空间不充足，则触发一次MajorGC，伴随着触发一次MinorGC，等同于触发一次FullGC。
7. 若空间仍不足则抛出OOM异常。