java虚拟机

Sun Classic/Exact VM
HotSpot虚拟机中含有两个即时编译器，分别是编译耗时短但输出代码优化程度较低的客户端编译 器（简称为C1）以及编译耗时长但输出代码优化质量也更高的服务端编译器（简称为C2），
程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的 字节码的行号指示器。在Java虚拟机的概念模型里[1]，字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器 的值来选取下一条需要执行的字节码指令，它是程序控制流的指示器，分支、循环、跳转、异常处 理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地 址；如果正在执行的是本地（Native）方法，这个计数器值则应为空（Undefined）。此内存区域是唯 一一个在《Java虚拟机规范》中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。
与程序计数器一样，Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）也是线程私有的，它的生命周期 与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型：每个方法被执行的时候，Java虚拟机都 会同步创建一个栈帧[1]（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信 息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程而“栈”通常就是指这里讲的虚拟机栈，或 者更多的情况下只是指虚拟机栈中局部变量表部分局部变量表存放了编译期可知的各种Java虚拟机基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、 float、long、double）、对象引用（reference类型，它并不等同于对象本身，可能是一个指向对象起始 地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置）和returnAddress 类型（指向了一条字节码指令的地址）。
如果线程请求的栈深度大于虚 拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果Java虚拟机栈容量可以动态扩展[2]，当栈扩 展时无法申请到足够的内存会抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别只是虚拟机 栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地（Native） 方法服务。与虚拟机栈一样，本地方法栈也会在栈深度溢出或者栈扩展失 败时分别抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。
Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，但在逻辑上它应该 被视为连续的，这点就像我们用磁盘空间去存储文件一样，并不要求每个文件都连续存放。但对于大 对象（典型的如数组对象），多数虚拟机实现出于实现简单、存储高效的考虑，很可能会要求连续的 内存空间。Java堆既可以被实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的Java虚拟机都是按照可扩 展来实现的（通过参数-Xmx和-Xms设定）。如果在Java堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再 扩展时，Java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常
方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载 的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。不是所有虚拟机都存在方法区的概念使用永久代来实现方法区的决定并不是一个好主意，这种设计导致了Java应用更容易遇到 内存溢出的问题（永久代有-XX：MaxPermSize的上限，即使不设置也有默认大小，而J9和JRockit只要 没有触碰到进程可用内存的上限，例如32位系统中的4GB限制，运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字 段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池表（Constant Pool Table），用于存放编译期生 成的各种字面量与符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中运行时常量池是方法区的一部分，自然受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存 时会抛出OutOfMemoryError异常
运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字 段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池表（Constant Pool Table），用于存放编译期生 成的各种字面量与符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中
当Java虚拟机遇到一条字节码new指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到 一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果没有，那 必须先执行相应的类加载过程
，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头（Header）、实例 数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。
1）如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常。
2）如果虚拟机的栈内存允许动态扩展，当扩展栈容量无法申请到足够的内存时，将抛出 OutOfMemoryError异常。

引用计数法：：在对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方 引用它时，计数器值就加一；当引用失效时，计数器值就减一；任何时刻计数器为零的对象就是不可 能再被使用的（不是很好，如果两个值互相引用，计数器不为0，就不能被回收）为强引用（Strongly Re-ference）、软 引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）和虚引用（Phantom Reference

可达性分析算法：没有被引用，或者说不在引用链中
“标记-清除算 法”：首先标记出所有需要回 收的对象，在标记完成后，统一回收掉所有被标记的对象，也可以反过来，标记存活的对象，统一回 收所有未被标记的对象。标记过程就是对象是否属于垃圾的判定过程，标记-清除算法面对大量可回收对象时执行效率低 的问题第一个是执行效率不稳定，如果Java堆中包含大量对 象，而且其中大部分是需要被回收的，这时必须进行大量标记和清除的动作，导致标记和清除两个过 程的执行效率都随对象数量增长而降低；第二个是内存空间的碎片化问题，标记、清除之后会产生大 量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致当以后在程序运行过程中需要分配较大对象时无法找 到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作
标记-复制算法”它将可用 内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着 的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。如果内存中多数对象都是存 活的，这种算法将会产生大量的内存间复制的开销标记-复制算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率将会降低
“标记-整理算法”移动对象
把Java堆划分为新生代 （Young Generation）和老年代（Old Generation）两个区域
跨代引用假说（Intergenerational Reference Hypothesis）：跨代引用相对于同代引用来说仅占极 少数。
部分收集（Partial GC）：指目标不是完整收集整个Java堆的垃圾收集，其中又分为：新生代收集（Minor GC/Young GC）：指目标只是新生代的垃圾收集。老年代收集（Major GC/Old GC）：指目标只是老年代的垃圾收集。目前只有CMS收集器会有单 独收集老年代的行为。另外请注意“Major GC”这个说法现在有点混淆，在不同资料上常有不同所指， 读者需按上下文区分到底是指老年代的收集还是整堆收集混合收集（Mixed GC）：指目标是收集整个新生代以及部分老年代的垃圾收集。目前只有G1收 集器会有这种行为。整堆收集（Full GC）：收集整个Java堆和方法区的垃圾收集。

记忆集是一种用于记录从非收集区域指向收集区域的指针集合的抽象数据结构。如果我们不考虑 效率和成本的话，最简单的实现可以用非收集区域中所有含跨代引用的对象数组来实现这个数据结 构，
三色标记（·白色：表示对象尚未被垃圾收集器访问过。显然在可达性分析刚刚开始的阶段，所有的对象都是 白色的，若在分析结束的阶段，仍然是白色的对象，即代表不可达。
·黑色：表示对象已经被垃圾收集器访问过，且这个对象的所有引用都已经扫描过。黑色的对象代 表已经扫描过，它是安全存活的，如果有其他对象引用指向了黑色对象，无须重新扫描一遍。黑色对 象不可能直接（不经过灰色对象）指向某个白色对象。
·灰色：表示对象已经被垃圾收集器访问过，但这个对象上至少存在一个引用还没有被扫描过。
）
Serial收集器单线程工作的收集器，但它的“单线 程”的意义并不仅仅是说明它只会使用一个处理器或一条收集线程去完成垃圾收集工作，更重要的是强 调在它进行垃圾收集时，必须暂停其他所有工作线程，直到它收集结束
ParNew收集器实质上是Serial收集器的多线程并行版本，除了Serial收集器外，目前只有它能与CMS 收集器配合工作。新生代收集 器

—CMS收集器。这款收集器是HotSpot虚拟机中第一款真正意义上支持并发的垃圾收集器，它首次 实现了让垃圾收集线程与用户线程（基本上）同时工作老年代的收集器
G1是一个面向全堆的收集器，
Parallel Scavenge收集器也是一款新生代收集器，它同样是基于标记-复制算法实现的收集器，也是 能够并行收集的多线程收集器
Serial Old是Serial收集器的老年代版本，它同样是一个单线程收集器，使用标记-整理算法
Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，支持多线程并发收集，基于标记-整理算法实 现。
CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。基于标记-清除算法1）初始标记（CMS initial mark）2）并发标记（CMS concurrent mark）3）重新标记（CMS remark）4）并发清除（CMS concurrent sweep）
其中初始标记、重新标记这两个步骤仍然需要“Stop The World”。初始标记仅仅只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象，速度很快；并发标记阶段就是从GC Roots的直接关联对象开始遍历整个对 象图的过程，这个过程耗时较长但是不需要停顿用户线程，可以与垃圾收集线程一起并发运行；而重 新标记阶段则是为了修正并发标记期间，因用户程序继续运作而导致标记产生变动的那一部分对象的 标记记录（详见3.4.6节中关于增量更新的讲解），这个阶段的停顿时间通常会比初始标记阶段稍长一 些，但也远比并发标记阶段的时间短；最后是并发清除阶段，清理删除掉标记阶段判断的已经死亡的 对象，由于不需要移动存活对象，所以这个阶段也是可以与用户线程同时并发
设置堆的最大和最小值 -Xmx20M(最大值) ,-Xms20M(最小值)。设置年轻代的大小-Xmn2g：设置年轻代大小为2G。整个JVM内存大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小为64m，所以增大年轻代后，将会减小年老代大小。此值对系统性能影响较大 设置栈的大小：-Xss128k： 设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256K。更具应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内 存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，经验值在3000~5000左右。
　对象优先在Eden分配，长期存活的对象将进入老年代，大对象直接进入老年代
，新生代使用复制收集算法，
minorGC是发生在新生代的GC，而FullGC是发生在老年代的GC
一个类型从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期将会经历加载 （Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化 （Initialization）、使用（Using）和卸载（Unloading）七个阶段，其中验证、准备、解析三个部分统称 为连接（Linking）
文件格式验证、元数据验证、字节 码验证和符号引用验证。
启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：前面已经介绍过，这个类加载器负责加载存放在 <JAVA_HOME>\lib目录，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中存放的，扩展类加载器（Extension Class Loader）：这个类加载器是在类sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 中以Java代码的形式实现的。它负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中，或者被java.ext.dirs系统变量所 指定的路径中所有的类库。·应用程序类加载器（Application Class Loader）：这个类加载器由 sun.misc.Launcher$AppClassLoader来实现。由于应用程序类加载器是ClassLoader类中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以有些场合中也称它为“系统类加载器”。它负责加载用户类路径 （ClassPath）上所有的类库，开发者同样可以直接在代码中使用这个类加载器。使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系，一个显而易见的好处就是Java中的类随着它的类 加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系
Java内存模型的主要目的是定义程序中各种变量的访问规则，即关注在虚拟机中把变量值存储到 内存和从内存中取出变量值这样的底层细节。此处的变量（V ariables）与Java编程中所说的变量有所区 别，它包括了实例字段、静态字段和构成数组对象的元素，但是不包括局部变量与方法参数，因为后 者是线程私有的[1]，不会被共享，自然就不会存在竞争问题
Java语言提供了volatile和synchronized两个关键字来保证线程之间操作的有序性，volatile关键字本 身就包含了禁止指令重排序的语义，而synchronized则是由“一个变量在同一个时刻只允许一条线程对 其进行lock操作”这条规则获得的，这个规则决定了持有同一个锁的两个同步块只能串行地进入
可见性，有序性，原子性
线程调度是指系统为线程分配处理器使用权的过程，调度主要方式有两种，分别是协同式 （Cooperative Threads-Scheduling）线程调度和抢占式（Preemptive Threads-Scheduling）线程调度。
不可变、绝对线程安全、相对线程安全、线程兼容和线程对立。

 Java虚拟机的体系结构大致分为三个部分：类加载子系统，执行引擎，运行时数据区。类加载子系统是指jvm中负责查找并装载类型的那部分，执行引擎是指类加载子系统编译后的字节码被执行引擎以指令为单位执行的部分。运行时数据区是指jvm运行程序时所需要存储的部分，包括：方法区，本地方法栈，堆，Java栈，pc寄存器。

 

 

 

新生代：新建的对象都由新生代分配内存。常常又被划分为Eden区和Survivor区。Eden空间不足时会把存活的对象转移到Survivor。新生代的大小可由-Xmn控制，也可用-XX:SurvivorRatio控制Eden和Survivor的比例
StackOverflowError异常：当线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度
OutOfMemoryError异常：如果栈的扩展时无法申请到足够的内存
（1）Bootstrap ClassLoader（启动）
JVM的根ClassLoader，由C++实现
加载Java的核心API：$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar中所有class文件的加载，这个jar中包含了java规范定义的所有接口以及实现。
JVM启动时即初始化此ClassLoader
（2）Extension ClassLoader（扩展）
加载Java扩展API（lib/ext中的类）
（3）App ClassLoader（应用）
加载Classpath目录下定义的class
（4）Custom ClassLoader（自定义）
属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如tomcat、jboss都会根据J2EE规范自行实现ClassLoader
　　
双亲委派机制
　　JVM在加载类时默认采用的是双亲委派机制。通俗的讲，就是某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归。如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。
　　作用：1）避免重复加载；2）更安全。如果不是双亲委派，那么用户在自己的classpath编写了一个java.lang.Object的类，那就无法保证Object的唯一性。所以使用双亲委派，即使自己编写了，但是永远都不会被加载运行。

内存泄漏：程序中保留着对永远不再使用的对象的引用。因此这些对象不回被GC回收，却一直占用内存空间却毫无用处。即：1）对象是可达的；2）对象是无用的。满足这两个条件即可判定为内存泄漏。
应确保不需要的对象不可达，通常采用将对象字段设置为null的方式，或从容器collection中移除对象。局部变量不再使用时无需显示设置为null，因为对局部变量的引用会随着方法的退出而自动清除。
内存泄露的原因：1）全局集合；2）缓存；3）ClassLoader

内存调优
调优目的：减少GC的频率尤其是Full GC的次数，过多的GC会占用很多系统资源影响吞吐量。特别要关注Full GC，因为它会对整个堆进行整理。
主要手段：JVM调优主要通过配置JVM的参数来提高垃圾回收的速度，合理分配堆内存各部分的比例。

堆内存比例不良设置会导致什么后果：

1）新生代设置过小

一是新生代GC次数非常频繁，增大系统消耗；二是导致大对象直接进入旧生代，占据了旧生代剩余空间，诱发Full GC

2）新生代设置过大

一是新生代设置过大会导致旧生代过小（堆总量一定），从而诱发Full GC；二是新生代GC耗时大幅度增加

一般说来新生代占整个堆1/3比较合适

3）Survivor设置过小

导致对象从eden直接到达旧生代，降低了在新生代的存活时间

4）Survivor设置过大

导致eden过小，增加了GC频率

另外，通过-XX:MaxTenuringThreshold=n来控制新生代存活时间，尽量让对象在新生代被回收

Xms 最小堆内存

-Xmx 最大堆内存

-Xmn 堆内存中新生代的容量

-XX:SurvivorRatio=8 堆内存的新生代中 Eden区和Survivor区的大小比值默认8：1

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 内存溢出时生成堆内存的转储快照文件

 

1.2.4垃圾收集算法
1.标记清除算法

首先标记出需要回收的对象，标记完成后统一回收掉被标记的对象。最基础的收集算法，后续的算法都是以此为基础并对其缺点进行改进得到的。

主要缺点：效率低，标记和清除过程都是；会产生大量不连续的内存碎片。

 

2.复制算法

将可用内存按容量分为大小相等的两块，每次只使用其中一块，当着一块内存使用完了则将还存活着的对象复制到另一块内存上，然后再将已使用过的内存一次性的回收掉。这样每次都是对一块内存进行回收，且不存在内存碎片等情况，实现简单运行高效，但是代价是将内存缩小为原来的一半。

一般商业虚拟机都采用这种算法来回收新生代，因为98%的新生代都是朝生夕死，所以不需要1：1的分配内存，而通常是分配为8：1：1，通常只有10%的内存被闲置。但是如果新生代收集后还存活的对象在10%内存中放不下时则会通过分配担保机制直接进入老年代。

 

3.标记整理算法

复制算法在对象存活率较高的情况下效率较低，所以老年代一般不采用这种算法，而采用标记整理算法，标记过程等同于标记清除算法，然后让所有存活对象向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。

 

4.分代收集算法

一般的商业虚拟机都采用这种算法，就是根据对象的存活周期将内存划分为几块，一般将java堆分为新生代和老年代。这样可以根据每个年代的特点采用最适当的收集算法。

新生代：对象存活率较低，可以采用复制算法。

老年代：对象存活率高，没有额外空间进行分配担保，一般采用标记整理或者标记清除算法。
1. 加载loading

2. 验证Verification

3. 准备Preparation

4. 解析Resolution

5. 初始化Initialization

6. 使用Using

7. 卸载Unloading

文件格式验证：验证class文件字节流是否符合class文件格式的规范，并且能被当前版本的虚拟机处理。保证字节流能被正确的解析并保存于方法区中。其他三个阶段都是基于方法区的存储结构进行的。

如：魔数是否是0xCAFEBABE,主次版本号是否在虚拟机的处理范围，常量池中是否存在不支持的常量类型，指向常量池的索引中是否存在指向不存在的常量等等。

元数据验证：对字节码信息进行语义分析，确保符合java语言规范的要求。如是否存在父类，是否实现了接口中的所有方法等。

字节码验证：对类的方法体进行数据流和控制流的校验分析，确保类的方法不会做出危害虚拟机安全的行为。

由于数据流校验的高复杂性，jdk1.6之后javac编译器进行了一项优化，给Code属性的属性表中增加了一项名为StackMapTable的属性，这项属性描述了方法体中所有基本块（按控制流程拆分的代码块）开始时本地变量表和操作栈应有的状态，从而将字节码验证从类型推导变为类型检查以节省时间。

符号引用验证：是对类自身以外的信息进行匹配性校验，通常校验通过全限定名能否找到对应类，是否存在符合描述符的方法和字段，访问性是否可被当前类访问等等。此阶段是发生在将符号引用转换为直接引用的时候（解析阶段），就是为了保证解析动作能正常执行。

 

Sun Classic/Exact VM
HotSpot虚拟机中含有两个即时编译器，分别是编译耗时短但输出代码优化程度较低的客户端编译 器（简称为C1）以及编译耗时长但输出代码优化质量也更高的服务端编译器（简称为C2），
程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的 字节码的行号指示器。在Java虚拟机的概念模型里[1]，字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器 的值来选取下一条需要执行的字节码指令，它是程序控制流的指示器，分支、循环、跳转、异常处 理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地 址；如果正在执行的是本地（Native）方法，这个计数器值则应为空（Undefined）。此内存区域是唯 一一个在《Java虚拟机规范》中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。
与程序计数器一样，Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）也是线程私有的，它的生命周期 与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型：每个方法被执行的时候，Java虚拟机都 会同步创建一个栈帧[1]（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信 息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程而“栈”通常就是指这里讲的虚拟机栈，或 者更多的情况下只是指虚拟机栈中局部变量表部分局部变量表存放了编译期可知的各种Java虚拟机基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、 float、long、double）、对象引用（reference类型，它并不等同于对象本身，可能是一个指向对象起始 地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置）和returnAddress 类型（指向了一条字节码指令的地址）。
如果线程请求的栈深度大于虚 拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果Java虚拟机栈容量可以动态扩展[2]，当栈扩 展时无法申请到足够的内存会抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别只是虚拟机 栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地（Native） 方法服务。与虚拟机栈一样，本地方法栈也会在栈深度溢出或者栈扩展失 败时分别抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。
Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，但在逻辑上它应该 被视为连续的，这点就像我们用磁盘空间去存储文件一样，并不要求每个文件都连续存放。但对于大 对象（典型的如数组对象），多数虚拟机实现出于实现简单、存储高效的考虑，很可能会要求连续的 内存空间。Java堆既可以被实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的Java虚拟机都是按照可扩 展来实现的（通过参数-Xmx和-Xms设定）。如果在Java堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再 扩展时，Java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常
方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载 的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。不是所有虚拟机都存在方法区的概念使用永久代来实现方法区的决定并不是一个好主意，这种设计导致了Java应用更容易遇到 内存溢出的问题（永久代有-XX：MaxPermSize的上限，即使不设置也有默认大小，而J9和JRockit只要 没有触碰到进程可用内存的上限，例如32位系统中的4GB限制，运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字 段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池表（Constant Pool Table），用于存放编译期生 成的各种字面量与符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中运行时常量池是方法区的一部分，自然受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存 时会抛出OutOfMemoryError异常
运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字 段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池表（Constant Pool Table），用于存放编译期生 成的各种字面量与符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中
当Java虚拟机遇到一条字节码new指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到 一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果没有，那 必须先执行相应的类加载过程
，对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分：对象头（Header）、实例 数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。
1）如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常。
2）如果虚拟机的栈内存允许动态扩展，当扩展栈容量无法申请到足够的内存时，将抛出 OutOfMemoryError异常。

引用计数法：：在对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方 引用它时，计数器值就加一；当引用失效时，计数器值就减一；任何时刻计数器为零的对象就是不可 能再被使用的（不是很好，如果两个值互相引用，计数器不为0，就不能被回收）为强引用（Strongly Re-ference）、软 引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）和虚引用（Phantom Reference

可达性分析算法：没有被引用，或者说不在引用链中
“标记-清除算 法”：首先标记出所有需要回 收的对象，在标记完成后，统一回收掉所有被标记的对象，也可以反过来，标记存活的对象，统一回 收所有未被标记的对象。标记过程就是对象是否属于垃圾的判定过程，标记-清除算法面对大量可回收对象时执行效率低 的问题第一个是执行效率不稳定，如果Java堆中包含大量对 象，而且其中大部分是需要被回收的，这时必须进行大量标记和清除的动作，导致标记和清除两个过 程的执行效率都随对象数量增长而降低；第二个是内存空间的碎片化问题，标记、清除之后会产生大 量不连续的内存碎片，空间碎片太多可能会导致当以后在程序运行过程中需要分配较大对象时无法找 到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集动作
标记-复制算法”它将可用 内存按容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将还存活着 的对象复制到另外一块上面，然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。如果内存中多数对象都是存 活的，这种算法将会产生大量的内存间复制的开销标记-复制算法在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率将会降低
“标记-整理算法”移动对象
把Java堆划分为新生代 （Young Generation）和老年代（Old Generation）两个区域
跨代引用假说（Intergenerational Reference Hypothesis）：跨代引用相对于同代引用来说仅占极 少数。
部分收集（Partial GC）：指目标不是完整收集整个Java堆的垃圾收集，其中又分为：新生代收集（Minor GC/Young GC）：指目标只是新生代的垃圾收集。老年代收集（Major GC/Old GC）：指目标只是老年代的垃圾收集。目前只有CMS收集器会有单 独收集老年代的行为。另外请注意“Major GC”这个说法现在有点混淆，在不同资料上常有不同所指， 读者需按上下文区分到底是指老年代的收集还是整堆收集混合收集（Mixed GC）：指目标是收集整个新生代以及部分老年代的垃圾收集。目前只有G1收 集器会有这种行为。整堆收集（Full GC）：收集整个Java堆和方法区的垃圾收集。

记忆集是一种用于记录从非收集区域指向收集区域的指针集合的抽象数据结构。如果我们不考虑 效率和成本的话，最简单的实现可以用非收集区域中所有含跨代引用的对象数组来实现这个数据结 构，
三色标记（·白色：表示对象尚未被垃圾收集器访问过。显然在可达性分析刚刚开始的阶段，所有的对象都是 白色的，若在分析结束的阶段，仍然是白色的对象，即代表不可达。
·黑色：表示对象已经被垃圾收集器访问过，且这个对象的所有引用都已经扫描过。黑色的对象代 表已经扫描过，它是安全存活的，如果有其他对象引用指向了黑色对象，无须重新扫描一遍。黑色对 象不可能直接（不经过灰色对象）指向某个白色对象。
·灰色：表示对象已经被垃圾收集器访问过，但这个对象上至少存在一个引用还没有被扫描过。
）
Serial收集器单线程工作的收集器，但它的“单线 程”的意义并不仅仅是说明它只会使用一个处理器或一条收集线程去完成垃圾收集工作，更重要的是强 调在它进行垃圾收集时，必须暂停其他所有工作线程，直到它收集结束
ParNew收集器实质上是Serial收集器的多线程并行版本，除了Serial收集器外，目前只有它能与CMS 收集器配合工作。新生代收集 器

—CMS收集器。这款收集器是HotSpot虚拟机中第一款真正意义上支持并发的垃圾收集器，它首次 实现了让垃圾收集线程与用户线程（基本上）同时工作老年代的收集器
G1是一个面向全堆的收集器，
Parallel Scavenge收集器也是一款新生代收集器，它同样是基于标记-复制算法实现的收集器，也是 能够并行收集的多线程收集器
Serial Old是Serial收集器的老年代版本，它同样是一个单线程收集器，使用标记-整理算法
Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，支持多线程并发收集，基于标记-整理算法实 现。
CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。基于标记-清除算法1）初始标记（CMS initial mark）2）并发标记（CMS concurrent mark）3）重新标记（CMS remark）4）并发清除（CMS concurrent sweep）
其中初始标记、重新标记这两个步骤仍然需要“Stop The World”。初始标记仅仅只是标记一下GC Roots能直接关联到的对象，速度很快；并发标记阶段就是从GC Roots的直接关联对象开始遍历整个对 象图的过程，这个过程耗时较长但是不需要停顿用户线程，可以与垃圾收集线程一起并发运行；而重 新标记阶段则是为了修正并发标记期间，因用户程序继续运作而导致标记产生变动的那一部分对象的 标记记录（详见3.4.6节中关于增量更新的讲解），这个阶段的停顿时间通常会比初始标记阶段稍长一 些，但也远比并发标记阶段的时间短；最后是并发清除阶段，清理删除掉标记阶段判断的已经死亡的 对象，由于不需要移动存活对象，所以这个阶段也是可以与用户线程同时并发
设置堆的最大和最小值 -Xmx20M(最大值) ,-Xms20M(最小值)。设置年轻代的大小-Xmn2g：设置年轻代大小为2G。整个JVM内存大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小为64m，所以增大年轻代后，将会减小年老代大小。此值对系统性能影响较大 设置栈的大小：-Xss128k： 设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256K。更具应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内 存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，经验值在3000~5000左右。
　对象优先在Eden分配，长期存活的对象将进入老年代，大对象直接进入老年代
，新生代使用复制收集算法，
minorGC是发生在新生代的GC，而FullGC是发生在老年代的GC
一个类型从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期将会经历加载 （Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化 （Initialization）、使用（Using）和卸载（Unloading）七个阶段，其中验证、准备、解析三个部分统称 为连接（Linking）
文件格式验证、元数据验证、字节 码验证和符号引用验证。
启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：前面已经介绍过，这个类加载器负责加载存放在 <JAVA_HOME>\lib目录，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中存放的，扩展类加载器（Extension Class Loader）：这个类加载器是在类sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 中以Java代码的形式实现的。它负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中，或者被java.ext.dirs系统变量所 指定的路径中所有的类库。·应用程序类加载器（Application Class Loader）：这个类加载器由 sun.misc.Launcher$AppClassLoader来实现。由于应用程序类加载器是ClassLoader类中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以有些场合中也称它为“系统类加载器”。它负责加载用户类路径 （ClassPath）上所有的类库，开发者同样可以直接在代码中使用这个类加载器。使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系，一个显而易见的好处就是Java中的类随着它的类 加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系
Java内存模型的主要目的是定义程序中各种变量的访问规则，即关注在虚拟机中把变量值存储到 内存和从内存中取出变量值这样的底层细节。此处的变量（V ariables）与Java编程中所说的变量有所区 别，它包括了实例字段、静态字段和构成数组对象的元素，但是不包括局部变量与方法参数，因为后 者是线程私有的[1]，不会被共享，自然就不会存在竞争问题
Java语言提供了volatile和synchronized两个关键字来保证线程之间操作的有序性，volatile关键字本 身就包含了禁止指令重排序的语义，而synchronized则是由“一个变量在同一个时刻只允许一条线程对 其进行lock操作”这条规则获得的，这个规则决定了持有同一个锁的两个同步块只能串行地进入
可见性，有序性，原子性
线程调度是指系统为线程分配处理器使用权的过程，调度主要方式有两种，分别是协同式 （Cooperative Threads-Scheduling）线程调度和抢占式（Preemptive Threads-Scheduling）线程调度。
不可变、绝对线程安全、相对线程安全、线程兼容和线程对立。