浅谈JVM
JVM
JVM位置
JVM结构
类加载器
作用：加载Class文件
类是一个模板，对象是一个具体的
1.虚拟机自带的加载器
2.启动类（根）加载器 rt.jar
3.扩展类加载器 ext.jar
4.应用程序（系统类）加载器
加载器顺序
App—EXT—BOOT
先去BOOT里找，没有去EXT里找，最后到App里找
双亲委派机制
1.类加载器收到类加载的请求
2.将这个请求向上委派给父类加载器去完成，一直向上委托，直到启动类加载器
3.启动加载器检查是否能够加载当前这个类，能够加载就结束，使用当前这个加载器，否则抛出异常，通知子加载器进行加载
4.重复步骤3
报错产生：ClassNotFoundException
为什么要设计这种机制
这种设计有个好处是，如果有人想替换系统级别的类：String.java。篡改它的实现，但是在这种机制下这些系统的类已经被Bootstrap classLoader加载过了，所以并不会再去加载，从一定程度上防止了危险代码的植入。
Native
native：凡是带了native关键字的，说明java的作用范围达不到了，回去调用底层C语言的库
凡是用native修饰的方法，会进入本地方法栈
调用本地方法本地接口 JNI（Java Native Interface）
JNI作用：扩展Java的使用，融合不同语言为Java所用！最初是为了融合C、C++
JVM在内存中专门开辟了一个区域 本地方法栈（Native Method Stack）来登记Native 方法
最终执行的时候，加载本地方法库中的方法通过JNI调用
Native作用：一般用用于操作硬件 eg：Java驱动打印机，系统管理等，企业级开发很少使用
程序计数器（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
Method Area
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 例如构造函数，接口代码也在此定义
所有定义的方法信息都保存在该区域，此区域属于共享区间
存放
静态变量、常量、类信息（构造方法、接口定义）、运行时常量池，实例变量存在堆内存中和方法区无关
Ps： static、final、Class、常量池(类里面的常量信息)
栈
栈内存
主管程序运行，生命周期和线程同步
线程结束，栈内存释放，不存在垃圾回收问题
一旦线程结束，栈就Over
栈存放
8大进本类型+对象引用+实例方法
程序正在执行的方法一定在栈的顶部
栈满了：StackOverflowError
栈+堆+方法区交互关系
三种JVM
- Sun公司 HotSpot
- BEA JRockit 号称世界上最快的JVM
- IBM J9 VM
堆
Heap，一个JVM只有一个堆，堆内存的大小是可以调节的
大致分为三类
- 新生区（伊甸园） young/new
- 养老区 old
- 永久区
GC回收主要是在伊地园区和养老区
假设内存满了，就会报OOM，堆内存不够
JDK8以后，永久存储区改了个名字 叫元空间
新生区
- 类：诞生和成长的地方，甚至死亡；
- 伊甸园区：所有对象都在伊甸园区new出来的；
- 幸存区（0，1）
老年区
经研究：99%的对象都是零时对象
永久区
这个区域是常驻内存的，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类信息，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，但是慢慢退化了，去永久代，常量池在堆中
- JDK1.8之后：无永久代，常量池在元空间
堆模型：
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1/4，初始化内存为1/64
解决OOM
- 尝试扩大堆内存看结果
- 分析内存，看一下那个地方出现了问题（专业工具）
在一个项目中，突然出现了OOM故障，那么该如何排除？研究为什么出错~
- 能够看到代码第几行出错：内存分析工具，MAT，Jprofiler
- Debug，一行行的分析代码
MAT，Jprofiler作用
- 分析Dump内存文件，快速定位内存泄露；
- 获得堆中的数据
- 获得大对象
- …
常用参数
-Xms 设置初始化内存分配大小 默认1/64
-Xmx 设置最大内存分配大小 默认1/4
-XX:+PrintGCDetails 打印GC垃圾回收信息
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError //OOM Dump
GC:垃圾回收
JVM在进行GC时，并不是对这三个区域统一回收，大部分时候回收会在新生代~
- 新生代
- 幸存区(from , to)
- 老年代
GC两种：轻GC（普通的GC），重GC（全局GC）
GC算法
引用计数法
复制算法
主要作用于年轻代
每次GC都会将Eden活的对象移到幸存区中，一旦Eden区被GC后，就会是空的
幸存区（from，to）而言，谁是空的谁是to
当一个对象经历了15（默认）次GC，都还没有死，-XX:MaxTenuringThreshold=15，这个参数可以设定进入老年代的时间
好处：没有内存碎片
坏处：浪费了内存空间，有一半空间永远是空的 （to区）
最佳使用场景：对象存活度较低的时候；新生区
标记清除算法
1.扫描，扫描内存中的对象，对活着的对象进行标记
2.清除，对没有标记的对象进行清除
优点：不需要额外的空间
缺点：两次扫面（标记扫描，清除扫描），严重浪费时间，会产生内存碎片
标记压缩清除算法
1.扫描，扫描内存中的对象，对活着的对象进行标记
2.压缩，将标记的对象向一端移动
3.清除，对没有标记的对象进行清除
优点：
缺点：
总结：
内存效率：复制算法>标记清除算法>标记压缩清除算法（时间复杂度）
内存整齐度：复制算法=标记清除算法>标记压缩清除算法
内存利用率：标记清除算法=标记压缩清除算法>复制算法
年轻代：
- 存活率低
- 复制算法
老年代：
- 区域大，存活率低
- 标记清除算法（内存碎片不是太多）+标记压缩混合实现