JVM

JVM探究：

1. JVM的位置：

2.JVM的体系结构：

3. 类加载器：

1. 作用：加载Class 文件。

2. 类加载器的分类：
   • 虚拟机自带的加载器：
   • 启动类（根）加载器：
   • 扩展类加载器：
   • 应用程序加载器：

4. 双亲委派机制：

1. 过程：
   • 类加载器收到类加载的请求。
   • 将这个请求向上委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到启动类加载器。
   • 启动类加载器检查是否能够加载当前这个类，能加载就结束，使用当前的加载器，否则，抛出异常，通知子加载器进行加载。
   • 重复步骤 3。
   • ClassNotFound ~

5.沙箱安全机制：

1. 相关介绍:

我们都知道，程序员编写一个Java程序，默认的情况下可以访问该机器的任意资源，比如读取，删除一些文件或者网络操作等。当你把程序部署到正式的服务器上，系统管理员要为服务器的安全承担责任，那么他可能不敢确定你的程序会不会访问不该访问的资源，为了消除潜在的安全隐患，他可能有两种办法：

1. 让你的程序在一个限定权限的帐号下运行。
2. 利用Java的沙箱机制来限定你的程序不能为非作歹。以下用于介绍该机制。

2. 什么是沙箱？

Java安全模型的核心就是Java沙箱（sandbox），什么是沙箱？沙箱是一个限制程序运行的环境。沙箱机制就是将 Java 代码限定在虚拟机(JVM)特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问，通过这样的措施来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。沙箱主要限制系统资源访问，那系统资源包括什么？——CPU、内存、文件系统、网络。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也可以不一样。

所有的Java程序运行都可以指定沙箱，可以定制安全策略。

6. Native:

1. 凡是带了native关键字的，说明java的作用范围达不到了，会去调用底层C语言的。会进入本地方法栈，调用本地方法接口：JNI，。
2. JNI作用：扩展java的使用，融合不同的编程语言为java所用！ 最初：C 、C++。
3. 它在内存区域中专门开辟一个标记区域：Native Method Stack，登记native方法，在最终执行的时候，加载本地方法库中的方法通过JNI。

7. PC寄存器：

程序计数器：Program Counter Register：

1. 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，指向方法区的方法字节码（用来存储指向一条指令的地址，也即将要执行的指令代码），在执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不计。

​

8.方法区：

方法区：Method Area 方法区：

1. 方法区是被所有线程共享的，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，此区域属于共享空间。
2. 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，和方法区无关。

9. 栈：

栈：stack 数据结构，先进后出。队列：先进先出（FIFO：First Input First Output）。

1. 线程结束，栈内存也就释放掉，对于栈来说不存在垃圾回收问题。
2. 主要存储：8大基本类型+对象引用地址+实例方法+局部变量。
3. 栈运行原理：栈帧。
4. 栈满了：StackOverflowError
5. 方法只有在调用的时候才会在栈中分配空间，并且调用时就是压栈，方法执行结束之后，该方法所需要的空间就会释放，此时发生弹栈动作。方法不调用是不会在栈中分配空间的。
6. 创建对象内存分析：

10. 三种JVM：

1. Sun公司：HotSpot。Java HotSpot™ 64-Bit Server VM (build 9.0.4+11, mixed mode)
2. BBA公司：JRockit ，基本JRockit JVM是世界上最快的JVM。适合财务前端办公、军事指挥与控制和电信网络的需要。
3. IBM公司：J9 VM

11. 堆：

1. Heap，一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。
2. 堆内存中分为三个区域：
   • 新生区（伊甸园区）
   • 养老区
   • 永久区
3. JDK8之前：

3. 垃圾回收，主要在伊甸园区和养老区。
4. 假设内存满了，OOM，堆内存不够！ java.lang.OutOfMemoryError:java heap space.
5. 在JDK以后，永久存储区改个名字：元空间。

12. 新生区：

• 对象：诞生和成长的地方，甚至死亡；

• 伊甸园区：所有的对象都是在伊甸园区new出来的。

• 幸存者区（0,1）

13. 老年区：

对象默认经过15次轻GC进入老年区。

14. 永久区：

这个区域常驻内存的。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内信息。这个区域不存在垃圾回收，关闭JVM虚拟机就会释放这个区域的内存。

一个启动类，加载了大量的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，常量池是在方法区。
• jdk1.7 ：永久代，但是慢慢的退化了，去永久代，常量池在堆中。
• jdk1.8 : 无永久代，常量池在元空间。

逻辑上存在，物理上不存在。

15.堆内存调优：

1. 查看虚拟机的内存：

默认情况下**：分配的总内存 是电脑内存的 1/4，而初始化的内存是电脑内存的1/64**

public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 返回虚拟机试图使用的最大内存
        long max = Runtime.getRuntime().maxMemory(); //字节  1024 *1024
        //  返回jvm的初始化总内存
        long total = Runtime.getRuntime().totalMemory();

        System.out.println("max: "+max+"字节\t"+(max/(double)1024/1024)+"MB");
        System.out.println("total: "+total+"字节\t"+(total/(double)1024/1024)+"MB");

        //默认情况下：分配的总内存 是电脑内存的 1/4，而初始化的内存是电脑内存的1/64
    }
}

2. 修改堆内存大小：

1. 常用命令：

-Xms 设置初始化内存分配大小，默认为物理内存的1/64

-Xmx 设置最大分配内存，默认为物理内存的1/4

-Xmn 堆内新生代的大小。通过这个值也可以得到老生代的大小：-Xmx减去-Xmn

-XX:+PrintGCDetails 垃圾回收统计信息
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError  生成oom DUMP信息 

2. IDEA修改：

   如：设置jvm初始化内存1024m，试图使用的最大内存1024m，输出GC的描述信息。

3. 遇到OOM处理方式：

• 尝试扩大堆内存看运行结果。
• 分析内存，看一下哪个地方出现问题（专业工具）
  • 能够看到代码第几行出错：内存快照分析工具，MAT , Jprofiler
  • Dubug，一行一行代码分析。
• MAT , Jprofiler作用：
  • 分析Dump内存文件，快速定位内存泄露；
  • 获取堆中的数据。
  • 获取大的对象。

4. IDEA安装Jprofiler：

1. IDEA下载JProfiler插件：

2. 百度官网下载可视化JProfiler：JProfiler下载
3. IDEA中设置JProfiler:

5. Jprofiler分析DUMP内存文件:

1. 分析以下程序出现堆内存溢出的原因：

//Dump
//-Xms1m -Xmx8m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
public class Demo03 {
    byte[]array=new byte[1*1024*1024]; //1m
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Demo03> list = new ArrayList<>();
        int count=0;
        try {
            while (true){
                list.add(new Demo03());
                count++;
            }
        }catch (Error e){
            System.out.println("count:"+count);
            e.printStackTrace();
        }

2. 设置虚拟机选项：参数：-Xms1m -Xmx8m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

3. 查看控制台打印信息：

4. 找到控制台上显示的DUMP内存分析文件：

5. 打开该文件，并在JProfiler上分析：

6. 可看出Demo03中的第14行，代码出现问题，达到定位的作用：

16. GC 垃圾回收机制：

1. JVM在进行GC时，并不是对这三个区域统一回收，大部分的时候，回收都是新生代。
   • 新生代
   • 幸存区（from to）
   • 老年区
2. GC两种类：轻GC（普通GC），重GC（全局GC）
3. GC题目：
   • JVM的内存模型
   • 堆里面的分区有哪些？ Eden，from，to（谁空谁是to），老年区，说说他们的特点。
   • GC的算法有哪些：引用计数法，标记清除法，标记压缩，复制算法。

1. 常用算法：

1. 引用计数法：

2. 复制算法：

• 主要存在Eden区和幸存区中

• 每次GC ，都会将Eden活的对象移到幸存区：一旦Eden区被GC后，就会是空的！

• 在幸存区中，谁空谁是to。

• 每一次GC后，Eden区是空的，to 是空的。

• 当一个对象经历了15次GC都还没有死，就会进入养老区。

• 可通过 -XX:MaxTenuringThreshold=5这个参数可以设置进入老年代的时间。

• 优点：没有内存碎片。

• 缺点：浪费一个幸存区的内存空间。

• 复制算法的使用场景：对象存活度较低的时候，新生区。

3. 标记清除法：

• 扫描一些对象，对活着对象进行标记。
• 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。

4. 标记清除压缩法：

• 防止内存碎片的产生，再次扫描，向一端移动存活的对象，但多一个移动成本

5. 总结

• 内存效率：复制算法>标记清除法>标记压缩算法 （时间复杂度）
• 内存整齐度：复制算法=标记压缩算法>标记清除。
• 内存利用率：标记压缩算法=标记清除>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：区域大，存活率高。标记清除压缩算法。

17. JMM：

1. 什么是JMM：java Memory Model java内存模型。

2. 用来做什么的：

   作用：缓存一致性协议，用于定义数据读写的规则（遵守）。 volation synchrozied