随手记-JVM

1.垃圾回收

1.垃圾回收器

1.新生代

Serial

Parallel New(多线程)

Parallel Scavenge(达到一个可控制的吞吐量Throughput)

参数-XX:GCTimeTatio=19(允许最大GC时间就占总时间的5%=1/(1+19),默认是99

-XX:MaxGCPauseMillis 参数控制最大垃圾收集停顿时间(关注最大停顿时间)

-XX:+UseAdaptiveSizePolicy GC自适应调节策略,不需要手工指定新生代(-Xmn),Eden 与 Survivor区的比例(-XX:SurvivorRatio),晋升老年代对象的年龄(-XX:PretenureSizeThreshold)

2.老年代(Tenured generation)

Serial Old(标记-压缩算法)

可以跟 Serial 、Parallel Scavenge、Parallel New 搭配使用

Parallel Old(标记-压缩算法)

只能跟 Parallel scavenge 搭配使用

CMS(标记-清除算法)

可以跟 Serial 、Parallel New 搭配使用,和 Serial Old搭配使用

初始标记

并发标记

重新标记

并发清除

回收线程的数量=(CPU数量+3)/4

两个问题:

1.无法处理浮动垃圾(Floating Garbage)

浮动垃圾:当次无法回收的垃圾

可以通过参数-XX:CMSinitiatingOccupancyFraction 控制几时触发回收(默认当老年代使用68%的空间后触发)

2.空间碎片过多

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 当CMS收集器顶不住要进行FullGC时开启内存碎片的合并整理过程(默认开启)

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction 用于设置执行多少次不压缩的Full GC后,跟着来一次带压缩的(默认0)

3.G1

横跨新老生代

将整个堆划分为多个大小相等的独立区域(Region),新生代和老年代都是Region(不需要连续)的集合

并行与并发

分代收集

空间整合:整体看是基于标记-整理算法，从局部(两个Region之间)是基于复制算法

可预测的停顿

4.Remembered Set

每个Region都有对应Remembered Set(避免全堆扫描),虚拟机发现程序在对Reference类型进行写操作时,会产生一个Write Barrier暂时中断写操作,检查Reference引用的对象是否处于不同的Region之中,如果是便通过CardTable把相关引用信息记录到被引用对象所属的Region的Remembered Set 之中,当进行内存回收时,在GC根节点的枚举范围中加入Remembered Set 即可保证不对全堆扫描也不会遗漏

5.CardTable

-XX:+UseCondCardMark 来尽量减少写卡表的操作

6.分配担保

7.相关参数

参数	描述
UseSerialGC
UseParNewGC	使用ParNew+Serial Old的收集器组合
UseConcMarkSweepGC	使用ParNew+CMS+Serial Old
UseParallelGC	使用Parallel Scavenge + Serial Old(PS markSweep)
UseParallelOldGC	使用Parallel Scavenge+Parallel Old
SurvivorRatio	新生代中Eden区域与Survivor区域的容量比值,默认为8，代表Eden:Survivor=8:1
PretenureSizeThreshold	直接晋升到老年代的对象大小,设置这个参数后，大于这个参数的对象将直接在老年代分配
MaxTenuringThreshold	晋升到老年代的对象年龄，每个对象在坚持过一次Minor GC 之后，年龄增加1
UseAdaptiveSizePolicy	动态调整Java堆中各个区域的大小以及进入老年代的年龄(上文提及)
HandlePromotionFailure	是否允许分配担保失败,即老年代的剩余空间不足以应付新生代的整个Eden和Survivor区的所有对象都存活的极端情况
ParallelGCThreads	设置并行GC时进行内存回收的线程数
GCTimeRatio(仅在Parallel Scavenge生效)	GC时间占比总时间的比率,默认值为99，允许1%的GC时间
MaxGCPauseMilis(仅在Parallel Scavenge生效)	设置GC最大停顿时间
CMSInitiatingOccupancyFraction	控制几时触发回收(默认当老年代使用68%的空间后触发)
UseCMSCompactAtFullCollection	当CMS收集器顶不住要进行FullGC时开启内存碎片的合并整理过程(默认开启)
CMSFullGCsBeforeCompaction	用于设置执行多少次不压缩的Full GC后,跟着来一次带压缩的(默认0)

2.JVM内存模型(JMM)

3.运行时内存区域

1.Heap(堆) 公有

2.Method Area(方法区) 公有

存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译的后的代码数据

1.Runtime Constant Pool(运行时常量池)

存放编译期生成的各种字面量和符号引用

注:Java8中元数据层(metaspace)

当类元数据的空间占用达到参数MaxMetaspaceSize 设置的值，将会触发堆死亡对象和类加载器的垃圾回收
```
-XX:MetaspaceSize
-XX:MaxMetaspaceSize
-XX:MinMetaspaceFreeRatio
-XX:MaxMetaspceFreeRatio
复制代码
```

3.VM stack(虚拟机栈)

每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧(Stack Frame),用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息

4.Program counter Register(程序计数器)

字节码的行号指示器

5.Native Method Stack(本地方法栈)

4.内存布局

1.对象头(Header)

1.存储对象自身的运行数据

HashCode、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳

mark Word

存储内容	标志位	状态
对象哈希码、对象分代年龄	01	未锁定
指向锁记录的指针	00	轻量级锁定
指向重量级锁的指针	10	膨胀(重量级锁定)
空、不需要记录信息	11	GC标记
偏向线程ID、偏向时间戳、对象分代年龄	01	可偏向

2.类型指针

2.实例数据(Instance Data)

3.对齐填充(Padding)

5.线程池

1.参数之间的关系

小于在运行的corePoolSize线程,Executor 会增加一个新的线程
大于或等于corePoolSize,Executor会让提交的请求进入队列
如果请求不能排队,Executor会创建一个新的线程，除非这个线程数大于最大线程数(maximumPoolSize)
超过MaximumPoolSize,就会拒绝
如果当前线程数超过corePoolSize，Executor将会终止超过 KeepAliveTime时间的闲置线程

ThreadPoolExecutor:execute

/**
     * Executes the given task sometime in the future.  The task
     * may execute in a new thread or in an existing pooled thread.
     *
     * If the task cannot be submitted for execution, either because this
     * executor has been shutdown or because its capacity has been reached,
     * the task is handled by the current {@code RejectedExecutionHandler}.
     *
     * @param command the task to execute
     * @throws RejectedExecutionException at discretion of
     *         {@code RejectedExecutionHandler}, if the task
     *         cannot be accepted for execution
     * @throws NullPointerException if {@code command} is null
     */
    public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        /*
         * Proceed in 3 steps:
         *
         * 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to
         * start a new thread with the given command as its first
         * task.  The call to addWorker atomically checks runState and
         * workerCount, and so prevents false alarms that would add
         * threads when it shouldn't, by returning false.
         * 
         * 2. If a task can be successfully queued, then we still need
         * to double-check whether we should have added a thread
         * (because existing ones died since last checking) or that
         * the pool shut down since entry into this method. So we
         * recheck state and if necessary roll back the enqueuing if
         * stopped, or start a new thread if there are none.
         *
         * 3. If we cannot queue task, then we try to add a new
         * thread.  If it fails, we know we are shut down or saturated
         * and so reject the task.
         */
        int c = ctl.get();
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
        else if (!addWorker(command, false))
            reject(command);
    }
复制代码

6.锁

1.synchronized(重入锁)

在执行monitorenter时,首先尝试获取对象的锁。如果这个对象没被锁定，或者当前线程已经拥有了那个对象的锁，把锁的计数器加1;

当执行monitorexit指令时会将锁计数器减1，当计数器为0时，锁就会被释放

如果获取对象锁失败，那当前线程就要阻塞等待，直到对象锁被另外一个线程释放位置

2.Lock

优势

等待可以中断
可实现公平锁
锁可以绑定多个条件

2.类加载

1.双亲委派(Parents Delegation Model)

一个类加载器收到类加载的请求，首先会交个父类加载器加载;
当父类加载器服务完成时，子类加载器才会去尝试加载;
双亲委派保证某个类在程序的各个类加载器中都是同一个类
JVM有三个类加载器:

BootStrap classLoader:加载\lib 目录下或被—Xbootclasspath参数所指定的的路径

Extension classLoader:加载lib/ext 目录下,或者被java.ext.dirs 系统变量所指定的路径中所有类库

Application classLoader:加载用户类路径(ClassPath)上指定的类库

//ClassLoader

复制代码