JVM

最新推荐文章于 2024-12-03 09:18:03 发布

FlagLing

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分类专栏： Java笔记

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JVM

Java程序执行流程
JVM调优即调整堆（方法区属于特殊的堆）

类加载器

作用:加载Class文件

从底层开始加载器层级递进

虚拟键自带加载器
启动类(根)加载器
拓展类加载器
应用程序加载器

双亲委派机制

编写的类先由应用程序加载器加载，双亲委派机制即先向上找拓展类加载器，看拓展类加载器中有无同包同名的类，无则继续向上找根加载器，看根加载器有无同包同名的类进行加载，有则执行，没有则抛出异常返回应用程序加载器中加载当前类

沙箱安全机制

Java安全模型的核心就是Java沙箱(sandbox)，沙箱是一个限制程序运行的环境，沙箱机制就是将Java代码限定在虚拟机(JVM)t特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问，来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏，限制系统资源访问是沙箱的主要目的，系统资源包括：CPU、内存、文件系统、网络。
最新的安全机制实现，引入了域Domain的概念，虚拟机会将所有代码加载到不同的系统域和应用域，系统域部分专门负责与关键资源交互，应用域部分则通过系统域的代理来对所需资源进行访问，虚拟机中不同的受保护域对应不一样的权限

沙箱基本组件

字节码校验器:确保Java类文件符合Java语言规范，帮助Java程序实现内存保护
类装载器:采用双亲委派机制
- 防止恶意代码干涉可信代码
- 守护被信任的类库边界
- 将代码归入保护域，确定了代码可以进行哪些操作

Native

native关键字修饰的方法说明Java的方法无法达到，会去调用底层C语言的库

native修饰的方法调用会进入本地方法栈中，再调用本地方法接口JNI实现，

Java Native Interface：JNI，拓展Java的使用，融合不同的编程语言为Java所用

在本地方法栈中登记native方法，最终执行时通过JNI加载本地方法库中的方法

方法区

线程安全，被所有线程共享的，包含方法字节码，静态变量，如构造函数、接口代码也在此定义，即所有定义的方法的信息都保存在该区域，静态变量赋值的常量在其中划分单独区域常量池进行保存，但实例变量存在堆内存中与方法区无关

方法区存放内容：存放class二进制文件。包含类信息、静态变量，常量池（String字符串和final修饰的常量值等），类的版本号等基本信息。

栈

先进后出，后进先出，

程序正在执行的方法一定在栈的顶部；

程序先调main方法进栈，在main方法中调用其他方法进栈，方法执行完毕后出栈，直到其他方法全部执行完毕后，全部出栈，main方法才出栈程序运行完毕，主线程结束，栈内存同步释放，即栈的生命周期与线程同步

栈存放内容：为即时调用的方法开辟空间，存储局部变量值(基本数据类型)，局部变量引用，局部变量必须手动初始化

堆：Heap

一个Jvm只有一个堆内存，堆内存大小可调节。
堆内存划分：

新生区：

新生区可细分为三个区，伊甸园区(Eden)和2个幸存者区(Survivor)，新创建的对象被分配在伊甸园区，2个幸存者区轮流扮演From与To的角色，保证To区为空；当伊甸园区无剩余空间存放对象时，触发执行针对新生代的垃圾回收minorGC，在轻GC后伊甸园区中存活的对象复制到"To"，扮演"From"的幸存者区中存活的对象依据其经历的轻GC的次数决定去向，达到一定阈值的存活对象被移动到老年区，未达到的对象被复制到"To"区域，此时伊甸园区与From区中对象被清空，当执行下一次轻GC时，From与To的角色互换
老年区
永久区

常驻内存区域，存放JDK自身携带的Class对象、Interface元数据；存储Java运行时的环境或类信息，本区域不存在垃圾回收，随虚拟机的关闭而释放内存
- JDK1.8去永久代后，无永久代，常量池存在于元空间，原空间仅逻辑地址与新生代老年代相邻，物理地址不相邻

堆存放内容：存放引用类型的对象，即new出来的对象、数组值、类的非静态成员变量值(基本数据类型)、非静态成员变量引用。其中非静态成员变量在实例化时开辟空间初始化值。更具体点，非静态成员变量近似于放在堆的对象中。

堆内存调优

默认情况下，堆的最大分配内存是总内存的1/4，初始化的内存为1/64

当程序出现OOM异常，可使用参数-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError,抓取内存快照，通过Jprofiler分析内存快照排错

垃圾回收

GC的作用区域仅限于堆

常用算法
1. 复制算法：主要作用新生代的伊甸园区与两个幸存者区，负责将from区的对象复制到To区，原From区清空准备下一次扮演To区
  - 优点：没有内存碎片
  - 缺点：有内存区域一直未使用
2. 标记清除算法：首先扫描标记出所有需要回收的对象，在标记完成后再次扫描统一回收所有被标记的对象
  - 优点：不需要额外的空间
  - 缺点：两次扫描影响效率，会产生内存碎片
3. 标记压缩算法：在标记清除算法的基础上，再次扫描，使所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。
  - 优点：不会产生空间碎片
  - 缺点：效率再次降低
4. 总结：
  - 内存效率：复制算法>标记清除算法>标记压缩算法
  - 内存整齐度：复制算犯=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
5. 常用方式：
  - 新生代：存活率低
    - 复制算法
  - 老年区：区域大，存活率高
    - 标记清除+标记压缩混合实现