笔记：JVM、对象分析与垃圾回收机制剖析

JVM（Java Virtual Machine） Java虚拟机

JVM与操作系统.png

• JVM 全称 Java Virtual Machine，也就是我们耳熟能详的 Java 虚拟机。它能识别 .class后缀的文件，并且能够解析它的指令，最终调用操作系统上的函数，完成我们想要的操作。它是可以跨语言跨平台的
  过程如下：Java 文件->编译器>字节码->JVM->机器码。

  
  
  执行过程.png

解释执行与JIT的区别：对字节码逐条解释执行，这种方式的执行速度相对会比较慢，尤其当某个方法或代码块运行的特别频繁时，这种方式的执行效率就显得很低。于是后来在虚拟机中引入了JIT编译器（即时编译器），当虚拟机发现某个方法或代码块运行特别频繁时，就会把这些代码认定为“Hot Spot Code”（热点代码），为了提高热点代码的执行效率，在运行时，虚拟机将会把这些代码编译成与本地平台相关的机器码，并进行各层次的优化，完成这项任务的正是JIT编译器。

• JVM区域划分

  
  
  JVM模型图.png
  • 线程私有的区域：
    1.虚拟机栈：虚拟机栈在JVM运行过程中存储当前线程运行方法所需的数据，指令、返回地址。虚拟机栈由一个个方法的存储区域 每个方法为一个栈帧。栈帧包括：操作数栈、局部变量表（存储方法中定义的变量）、动态连接（Java语言特性多态需要类运行时才能确定具体的方法）、完成出口（返回地址）。
    2.本地方法栈:调用native方法,本地方法栈跟 Java 虚拟机栈的功能类似，Java 虚拟机栈用于管理 Java 函数的调用，而本地方法栈则用于管理本地方法的调用。但本地方法并不是用 Java 实现的，而是由 C 语言实现的。
    本地方法栈是和虚拟机栈非常相似的一个区域，它服务的对象是 native 方法。你甚至可以认为虚拟机栈和本地方法栈是同一个区域。
    虚拟机规范无强制规定，各版本虚拟机自由实现 ，HotSpot直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一 。
    3.程序计数器:较小的内存空间，当前线程执行的字节码的行号指示器；各线程之间独立存储，互不影响。空间较小 jvm中唯一不会OOM的区域。记录当没有cpu执行权时当前程序执行到哪一条字节码指令。下次拿到执行权继续从这条指令下去
    字节码助记码解释地址：https://cloud.tencent.com/developer/article/1333540
    
    栈帧的解释
    
    在JVM中，基于解释执行的这种方式是基于栈的引擎，这个说的栈，就是操作数栈。
    基于栈：移植性好 但是需要编译
    基于寄存器：直接执行机器码 速度快 但是移植性差
  • 线程共享的区域：
    分成方法区和堆区的主要目的是实现动静分离。（堆区一般存放对象实例，回收比较频繁，而方法区 通常存放一些常量）
    1.方法区：一般存放 类信息、静态变量、常量、即时编译的代码。
    <=jdk1.7一般称为永久代 ：受限于堆的大小
    >=jdk1.8 一般称为元空间：可使用机器内存 好处方便拓展,坏处挤压堆空间
    2.堆：一般存放对象 数组
  • HSDB内存查看工具sa-jdi.jar

• 造成内存溢出的几个原因：
  1.栈溢出：只压栈不弹栈（导致分配内存空间不足）
  2.方法区溢出，CGLIB直接操作字节码运行时，生成大量的动态类。
  3.堆溢出：没有连续内存分配给对象，空间不足

• 虚拟机优化技术：
  1.方法内联
  2.栈帧之间数据共享

java对象的简析(对象的诞生)

• 对象的创建过程：
  类加载->检查加载->分配内存->内存初始化->设置(属于哪个class,对象头...)->对象初始化

  
  
  对象的创建.png
  
  

  新建对象分配内存的方式:
  1.指针碰撞：移动一个对象大小的空间
  2.空闲列表
  对象的内存布局：

  
  
  对象的内存布局.png
  
  对象补充：一般对象的大小不是字节的整数倍 会补充到整个对象的大小成为整数倍

• 对象的定位：
  1.使用句柄
  2.直接指针：java采用采用直接指针

  
  
  image.png

• 判断对象是否存活的方法：

  
  
  image.png

1.引用计数法:当对象被引用时 计数器+1 对象被置空时 计数器-1，计数简单 但是存在 内部互相引用不释放无法判断解开引用的情况
2.可达性分析（根可达），以GCRoots为根
GCRoots:静态变量 线程栈变量 常量池 JNI指针，异常 ，锁

• 常见的各种引用：
  1.强引用：

Object o  = new Object()  ，= 就是强引用

2.软引用：gc时内存不足时会被回收

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