JVM原理 GC算法
- JVM的位置
- JVM的体系结构
所谓JVM调优就是调 方法区 和 堆
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类加载器
作用:加载 Class 文件
3.1 虚拟机自带的加载器
3.2 启动类(根)加载器
3.3 扩展类加载器
3.4 应用程序加载类
- 双亲委派机制
作用:保证安全
java程序往上找,BOOT( rt.jar 优先执行 ) => EXC => APP,找不到才执行自己的方法
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沙箱安全机制
字节码校验器(bytecode verifier):确保Java类文件遵循Java语言规范。这样可以帮助Java程序实现内存
保护。但并不是所有的类文件都会经过字节码校验,比如核心类。JRE =
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Native
本地方法栈通过JNI连接本地方法接口,本地方法接口调用本地方法库
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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(用来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 -
方法区
方法区是被所有线程共享,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 static、常量 final、类信息 Class(构造方法、接口定义)、运行时的 常量池 存在方法区中,但是实例变量存在堆内存中,和方法区无关 -
栈
main 先执行,最后结束
栈:栈内存,主管程序的运行,生命周期和线程同步
线程结束,栈内存也就是释放,对于栈来说,不存在垃圾回收问题
栈:8大基本类型 + 对象引用 + 实例的方法
栈运行原理:栈帧
栈满了:StackOverFlowError 是错误,不是异常
栈 + 堆 + 方法区:交互关系
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三种JVM
- Sun公司 HotSpot
- Bea公司 JRockit
- IBM公司 J9
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堆 Heap
一个JVM只有一个堆内存,堆内存的大小是可以调节的
类加载器读取了类文件后,把什么放到堆中?类,方法,常量,变量 ~ 保存所有引用类型的真实变量
三个区域:
- 新生区(伊甸园区 Eden,幸存区0区,幸存区1区)
- 养老区
- 永久区
GC垃圾回收,主要是在伊甸园区和养老区
假设内存满了,OOM,堆内存不够
在JDK8以后,永久存储区改了名字(元空间)
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新生区
- 类:诞生和成长的地方,甚至死亡
- 伊甸园区:所有的对象都是在伊甸园区new出来的
- 幸存者区(0, 1):
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老年区
经过研究,99%的对象都是临时对象
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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ava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
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。一旦不断地被加载,知道内存满,就会出现OOM
- jdk 1.6 之前:永久代,常量池在方法区中
- jdk 1.7:永久代,但是慢慢地退化了,去永久代,常量池在堆中
- jdk 1.8 之后:无永久代,常量池在元空间
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堆内存调优
手动调节堆内存
```
OOM之后怎么解决
1.扩大堆内存空间,看结果
-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
2.还不行说明代码有问题,导致内存出问题
```
幸存0区1区,即from区to区
Heap内存 = Young + Old,Metaspace元空间,不在堆里
JVM总内存 = Heap + Metaspace,Metaspace增大后会占用更多空间,导致Heap内存减少,Metaspace大到把Heap空间挤没时,报错OOM
Young满了执行GC,一部分消除,一部分进入Old,Old也满了执行FullGC,一部分消除,一部分进入Metaspace
在一个项目中,突然出现OOM故障,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(Eclipse),Jprofiler
+ Dubug,一行行分析代码
MAT,Jprofiler 作用:
+ 分析Dump内存文件,快速定位内存泄漏
+ 获得堆中的数据
+ 获得大的对象
+ . . .
IDEA安装插件
官网下载
9.2版本的注册码
如果堆溢出了,丢出文件,可以用JProfiler打开它,查看内存信息,找出问题
一般式
```java
-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清理信息
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError //OOM dump,别的错误同理
```
比如这个内存占了89%,这个 ArrayList 肯定有问题啊
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GC 垃圾回收算法
GC的作用区域:堆 和 方法区(属于堆)
- 新生代
- 幸存区(from,to)
- 老年区
GC两种类型:轻GC(普通的GC),重GC(全局GC)
题目:
- JVM的内存模型和分区~详细到每个区放什么?
- 堆里面的分区有哪些? Eden,from,to,老年区,说说他们的特点?
- GC的算法有哪些?标记清除算法,标记整理,复制算法,引用计数法,怎么用的?
- 轻GC和重GC分别在什么时候发生?
引用计数法:太low了,不高效,不常用
**复制算法**:新生代主要用到的算法
幸存的对象来到幸存区时,会选择空的to区,然后把from区的对象复制到to区,from变成空的to区,原来的to区变成from区;这样可以承上启下,不会卡死
每次GC之后,Eden是空的,to是空的,GC15次之后还活着,进入下一阶段,老年区
+ 好处:没有内存的碎片
+ 坏处:浪费了内存空间,一半空间永远是空的
复制算法最佳使用场景:对象存活度较低的时候,新生区~
**标记清除算法**:
+ 优点:不需要额外的空间
+ 缺点:两次扫描,浪费时间,会产生内存碎片
**标记压缩算法**:再优化,解决了内存碎片
+ 缺点:又多一次扫描,还有移动成本
**标记清除压缩**:先标记清除几次,再进行压缩
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GC 总结
内存效率:复制算法 > 标记清除算法 > 标记压缩算法(时间复杂度)
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 > 复制算法
GC ~ 分代收集算法
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JMM
java memory model ~ java内存模型
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定义了线程工作内存和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)
解决共享对象可见性这个问题:volilate,立即改主存,让别人拿到新的数据
JMM:抽象理论信息
volilate关键字:解决一致性的