JVM体系结构

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• 类代码加载，并实例化的过程：
  • class.car → class loader
  • 加载 + 初始化：class loader → class car模版
  • new :相当于从class car模版实例化一个对象
  • getClass：和new相反。getClassLoader可以获得加载器
• 双亲委派机制：new 一个对象，寻找类的过程：
  • 现在boot加载器中寻找（jre/lib/rt.jar）
  • 再去ext加载器中寻找（jre/lib/ext/…）
  • 最后在app加载器(用户写的)寻找
• 双亲委派的作用：
  • 防止用户自己写系统自带的类。例如自己写String是无效的，除非修改rt.jar，但是修改会导致所有的使用String的其他类崩溃

public class Car {public static void main(String[] args) {Car car1 = new Car();
        Car car2 = new Car();
        System.out.println(car1 == car2);       //false,故其hascode不同
        System.out.println(car1.getClass() == car2.getClass()); //true，故其hascode相同
        System.out.println(car1.getClass().getClassLoader());     //AppClassLoader
        System.out.println(car1.getClass().getClassLoader().getParent());   //ExtClassLoader       

    }
}

SandBox机制

• 组成
  • 字节校验码：要求用户写的代码符合要求。但是核心类（java/…和javax/…）不需要检验
  • 类装载器（其实是双亲委派机制在起作用）：不可改变核心类

Native

• 代码：

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{

        },"adair");
    }
    //native:java本身无法完成，无方法体，需要调用底层
    //native会进入本地方法栈 → JNI → 本地方法库
    //JNI作用，扩展java语言，融合不同编程语言为java使用。
    //例如java驱动打印机，管理系统，写外挂
    private native void start0();
}

内存 方法区

• 方法区是一种规范，实现之前是永久区，如今是元空间。所有定义方法的信息都保存在该区域。
• 静态变量、常量、类信息（构造方法/定义接口）、运行时的常量池都在方法区（static、final、class、 常量池）。但是对象存在于堆中

栈

• main最先执行，最后结束
• 线程结束，栈内存就释放。对于栈不存在垃圾
• 栈内：基本类型 + 对象引用 + 实例方法
• 栈内以栈帧为单位
• 程序正在运行的方法，一定在栈的顶部

堆

• JVM有三种hotspot、J9VM、JRockit、

• 一个JVM只有一个堆，且堆内存的大小可变

• 堆的东西：类、方法、常量、变量、 真实对象

• 堆的三个区域：

  • 新生区：伊甸园eden、幸存去s0(from)、s1(to)。轻GC
  • 养老区：常用的数据。重GC(Full GC)
  • 永久区(元空间)

• 新生区：类的诞生 + 甚至死亡的地方。

• eden：对象被new的地方，满了就会触发轻GC，幸存者存放在s1

• 如果幸存区满了，引发重GC(全局清理)，送入养老区

• 如果养老区满了，则OOM

• 永久区：常驻内存，存放JDK自身的Class对象。interface元数据，存储的是java运行时的环境。这个区域无GC，关闭JVM即可释放此区域。一个启动类，加载大量第三方jar包，或者生成大量的反射类，直到OOM

  • jdk1.6 ：永久代，常量池在方法区
  • jdk1.7：永久代（退化），常量池在堆中
  • jdk1.8：无永久带，常量池在元空间(不再JVM中，本地内存)中

• 元空间、永久区、方法区、常量池关系：java8 hotspot取消了永久区。方法区是一个规范，规范没变，它就一直在，取而代之的是元空间，元空间存储类的元信息，静态变量和常量池等并入堆中。

• 元空间：逻辑存在，物理不存在，

• JVM调参：

public class Car {public static void main(String[] args) {//jvm试图使用的大内存
        long l = Runtime.getRuntime().maxMemory();
        //jvm初始化的内存
        long l1 = Runtime.getRuntime().totalMemory();
        //默认大为电脑内存的1/4，初始化为1/64
        System.out.println(l/(double)1024/1024);
        System.out.println(l1/(double)1024/1024);

        //jvm调参：-Xms1024m -Xmx2g -XX:+PrintGCDetails
    }
}

Jprofiler

在一个很大项目中，出现了OOM，OOM要想捕获用Error e捕获，如何使用专业工具排错

• Jprofiler作用
  • 分析dump文件，定位泄露
  • 获得堆的数据
• 安装过程：
  • 现在idea中找好Jprofiler接口
  • 然后下载Jprofiler，记住安装路径（environment）
  • 然后配置接口到jprofiler9/bin/jprofiler.exe
• Vm options配置-Xms1m -Xmx8m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
• 点击运行代码（死循环），即可生成带有OOM的dump文件，使用jprofiler打开即可分析
• dump文件分析：
  • 可以查看大的数据在哪里，很大程度OOM
  • Thread Dump可查看线程的main函数中具体第几行出现错误

GC

JVM的GC几乎全部在堆中，对堆的清理大部分在eden区

• 轻GC：在新生区进行操作，操作后会将eden活的对象移到幸存区，从而eden为空。当一个对象经过默认值15次还没死，就去养老区
• Full GC：全局
• GC算法：
  • 引用计数法：顾名思义。计数器本身也会有消耗，辣鸡
  • 复制算法：s0 s1相互转换，没有内存碎片，但是永远有一半未使用
  • 标记清除算法：先进行标记，再清除。两次扫描浪费时间，有内存碎片。
  • 标记清除压缩

总结

内存效率：复制算法 >标记清除 >标记压缩 (时间复杂度)

内存整齐度：复制算法 = 标记压缩 >标记清除

内存利用率：标记压缩 = 标记清除 >复制算法

• JVM调优：没有最好的算法，只有最合适的算法 -->分代收集算法
  • 年轻代：存活低、故使用复制算法
  • 老年代：区域大，存活高。使用标记清楚 + 标记压缩 实现

JMM

• JMM就是java memory module，相当于是一个规则
• 作用：
  • 缓存一致性协议，用于定义数据读写的规则
  • JMM定义了线程和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)，每个线程都有一个私有的本地内存(local memory)，线程的本地内存是从主内存复制的，由于多个线程对一个对象进行操作，因此需要解决volatile

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