JVM 小结

JVM

1、JVM 的位置
- 运行在操作系统之上的
- java程序是排在 jre(jvm) 上的
- 所谓的JVM 调优就是在堆里面调，方法区就是一个特殊的堆
2、JVM 的体系结构
3、类的加载器
- 作用
  - 加载 class 文件
  - 类加载器分为好几个，有等级
    - 1、虚拟机自带的加载器
    - 2、启动类（根）加载器
    - 3、扩展类加载器
    - 4、应用程序（系统类）加载器
4、双亲委派机制
- 当某个类加载器需要加载 .class 文件时，它首先把这个任务委托给他们的上级类加载器，递归这个操作，如果上级的类加载器没有加载，自己才会加载这个类
- 作用：
  - 1、防止重复加载同一个 .class。通过委托去向上面问一问，加载过了，就不用再加载一遍。保证数据安全
  - 2、保证核心 .class 不能被篡改，通过委托方式，不会去篡改核心 .class 。即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同一个 .class 对象了，不同的加载器加载同一个 .class 也不是同一个 Class 对象，这样保证了 Class 执行安全。
- 类加载的过程和使用那个加载器
  - 1、类加载器收到类加载的请求
  - 2、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
  - 3、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，使用当前的类加载器，否则，抛出异常，通知子加载器进行加载
5、沙箱安全机制
6、Native
- JNI （本地方法接口） java native interface
  - // 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 语言的库
    
    2、会进入本地方法栈，调用 JNI, 调用本地方法库，
    
    JNI 的作用就是扩展 java 的使用，融合不同的语言为 java 所用，最初是 C、C++
    
    所以在内存中开辟了一块区域，为了登记 native 方法，
    
    3、调用其他接口其实还可以使用 Socket、WebService、http、rpc 、restful
7、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，就是一个指针，指向方法区中的字节码（用来存储存储指向像一条指令的地址，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
- Method Area：
  - 方法区是被所有的线程共享，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，此区域属于共享区间，
    - 静态变量、常量、类信息（构造方法、接口定义），运行时的常量存在方法区中，但是实例变量存在堆内存中，和方法区无关
      
      说白了就是：
      
      staic、 final、Class、常量池、、、
9、栈
- 数据结构。栈和队列进行比较
- 栈：先进后出，后进先出
  - 所以为什么 main 方法最后退出？
    - 栈溢出、递归问题（死循环）、无限压栈、压栈超过了栈的深度
    - 栈：
      - 何时发生栈内存溢出？
        
        对于一台服务器而言，每一个用户请求，都会产生一个线程来处理这个请求，每一个线程对应着一个栈、栈会分配内存，此时如果请求过多，这时候内存就不够了，就会发生内存溢出
      - 什么时候会发生栈溢出 ?
      - 栈溢出是指不断的调用方法，不断的压栈，最终超出了栈允许的栈的深度，最终超出了栈允许的栈深度，就会发生栈溢出，比如递归操作没有终止，死循环
    - 帮助记忆：
      - 可以把内存你做一个大箱子，栈比作一个小箱子，栈溢出是指小箱子装不下了，而栈内存溢出是大箱子在也装不下小箱子了
    - 主管程序的运行，生命周期和线程同步
    - 线程结束，栈内存你就会释放
    - 对于栈来说，没有垃圾回收的问题
    - 栈里面放的东西：
      - 8 大基本类型+ 对象引用 + 实例的方法
    - 栈运行原理：
    - 栈、堆、方法区的交互关系
      - 栈是类模板，堆是对象实例
- 队列：先进先出（FIFO）
10、三种 JVM
- Sun 公司 HotSpot
- IBM J9VM
- BEA JRockit
11、堆
堆的图

- 逻辑上存在，物理空间上不一定存在

heap、一个 jvm 只有一个堆内存，对内存的大小是可以调节的
12、新生区（伊甸园区）、老年区、幸存区0，幸存区1
- 新生区是类诞生和成长的地方，甚至死亡
- 多有的对象都是在一点园区new出来的
- GC 垃圾回收，主要是在伊甸园区和老年区
- 假设内存满了、OOM、java.lang.OutOfMemoryError: java heap space
- 无限字符串的例子 - 其实也就是无限 new 对象：
  - VM 参数调试
13、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类信息，这个区域不存在垃圾回收，关闭虚拟机就会释放这个区域的内存
什么情况下在永久区就崩了呢？
- 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，或者大量动态生成的反射类，不断的被加载，直到内存满了，就出现 OOM
- jdk1.6之前：叫永久代，常量池是在方法区
- jdk1.7：永久带，但是慢慢的退化了，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
- 在一个项目中，突然出现 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：
    - 内存快照分析工具，MAT、Jprofiler
    - debug: 只能一行行的分析代码
    - MAT、Jprofiler作用
      - 分析 Dump、内存文件，快速定位内存泄漏
      - 获得对中的数据
      - 获得大的对象
14、对内存调优
15、GC （自动垃圾回收机制）
- Jvm 在进行 GC 时，并不是对以下三个区域统一回收，大部分时候，回收都是新生代，
  - 新生代
  - 辛存区（ from \ to）
  - 老年区
    - GC 两种类型：轻GC（普通 GC），重 GC (全局 GC)
- GC 的题目：
  - 1、JVM 的内存模型和分区 - 详细到每个区放什么?
    - 堆
    - 方法区
    - 本地方法栈
    - PC 计数器
    - 栈
  - 2、堆里面的分区有哪些？
    - 新生区（伊甸园）
    - 幸存区（from\ to），谁空谁是 to
    - 老年区
  - 3、GC 的算法有哪些？
    - 标记清除法
    - 标记压缩
    - 复制算法
    - 引用计数器
  - 4、轻 GC 和重 GC 分别在什么时候发生？
- 常用算法
16、JMM
- 1、什么是 JMM?
  - Java Memory model Java 内存模型
- 2、干嘛的？
  - 作用：缓存一致性协议，用于定义数据读写的规则（遵守，找到这个规则）
  - JMM 定义了线程的主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（Main Memory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（Local Memory）
  - CPU 中运行的线程从主存中拷贝共享对象 obj 到它的 CPU 缓存，把对象 obj 的 count 变量改为 2，但每个变量对运行在右边 CPU 中的线程不可见，因为这个更改还没有 flush 到主存中，要解决共享对象可见性这个问题，我们可以用 java volilate 关键字或者加锁
  - 解决共享对象可见性这个问题： volilate
- 3、如何学习？
  - JMM：抽象的概念 - 理论
17、总结
- 内存效率：
  - 效率最高：复制算法 > 标记清除算法 > 标记压缩算法
  - 内存整齐度：复制算法 = 标记压缩算法 > 标记清除算法
  - 内存利用率：标记压缩算法 = 标记清除算法 > 赋值算法
- 思考一下，难道没有最优的算法吗？
  - 没有，没有最好的算法，只有最合适的算法 --->
  - 分代收集算法
    - 每一代都有不同的算法
    - 年轻代：
      - 存活率低
      - 复制算法
    - 老年代：
      - 区域大：存活率
      - 标记清除（内存碎片不是太多） + 标记压缩混合实现