JVM基础理解

1.类的加载全过程

loadClass类加载过程

        加载->验证->准备->解析->初始化->使用->卸载

加载：从硬盘查找，通过IO读取字节码文件，使用到类时加载。

验证:  验证字节码文件安全性。

准备： 给类常量变量分配内存，并赋予默认值。

解析： 将符号引用替换为直接引用

初始化： 给类的静态变量初始化指定值，执行静态代码块

2.双亲委派机制

类加载器：

        引导类加载器：加载支撑JVM核心库，lib目录下的核心类库

        扩展类加载器：加载支撑JVM扩展库，lib目录下ext目录下的jar包

        应用程序类加载器：负责加载classPath下的类包，自己程序

        自定义类加载器：加载自定义路径下的类包

双亲委派机制：

        先找父亲加载，找不到由儿子加载

        设计目的：沙箱安全机制，避免类重复加载

3.JVM架构和内存模型

4.垃圾清理算法

        标记复制算法：

                内存分为2份相同大小的块，将存活的内存块挪到另一边，再将使用的内存全部清理

        标记清除算法：

                分为2步，将活跃的内存块标记出来，清除未标记的内存。

        缺点： 效率不高，如果内存块过多，标记对象就过多

                     内存空间不够，标记清除后产生大量不连续的内存块

        标记整理算法：

                和标记清楚算法一样，但是标记后会将存活的对象块向一端移动

5.三色标记算法

        通过gc roots开始进行可达性分析，对是否访问过通过三种颜色标记

        白色：对象未被垃圾回收期扫描过。可达性分析开始前，所有对象都是白色，结束后依旧是白色的对象，代表对象不可达。

        黑色：对象已经被扫描过并且这个对象的所有引用也被扫描过。对象是安全存活的。

        灰色：对象被扫描过，但是这个对象的引用没被扫描完。

        增量更新

                当黑色对象插入新的引用时，会将这个新插入的引用关系保存下来，等并发扫描完后再将这些保存的引用关系再次扫描一遍。

        原始快照

        灰色对象要删除指向白色对象的引用关系时， 就将这个要删除的引用记录下来， 在并发扫描结束之后， 再将这些记录过的引用关系中的灰色对象为根， 重新扫描一次，这样就能扫描到白色的对象，将白色对象直接标记为黑色。

6.垃圾收集器

        1.Serial收集器

                串行垃圾收集器，垃圾收集时会STW.

                新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法。

2.Parallel 收集器

        多线程垃圾收集器，JDK8默认采用这种收集模式

3.ParNew收集器

        parNew和Parallel一样，主要和CMS一起使用

4.CMS垃圾收集器

CMS收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。它非常符合在注重用户体验的应用上使用，它是HotSpot虚拟机第一款真正意义上的并发收集器，它第一次实现了让垃圾收集线程与用户线程（基本上）同时工作。

初始标记：暂停所有其他线程，STW，并记录下gc root直接引用对象，速度块。

并发标记：并发向下查询，标记使用的对象

重新标记：处理漏标对象

并发清理：开启用户线程，同时GC线程开始对未标记的区域做清扫。

并发重置：重置本次GC过程中的标记数据。

5.G1垃圾收集器

        

分为2048个region,默认年龄带占5%；Humongous区域存储大对象（如果大小超过region大小的50%,被认为大对象），fullGC时也回收大对象。

回收流程

初始标记（STW）：记录gc roots的直接引用对象

并发标记：根据直接引用往下寻找标记

最终标记（STW）:修复漏标

筛选回收（STW）:根据设置的GC回收停顿时间，来进行回收价值和成本排序。

6.ZGC垃圾收集器

        JDK11+新增的垃圾收集器，支持TB级别内存，最大GC时间小于10ms

不分代，使用了 读屏障、颜色指针 来实现标记-整理算法，以延迟为首要目标的一款垃圾收集器。

ZGC的Region分为大中小三类：

小型Region:固定大小2M，放置小于256K 的对象

中型Region:固定大小32M,放置大于256K小于4M的对象

大型Region:容量大小不固定，动态变化，必须是2M的倍数，存放4M以上的对象。

颜色指针：通过对象头位数划分

        

18位：预留给以后使用；

1位：Finalizable标识，此位与并发引用处理有关，它表示这个对象只能通过finalizer才能访问；

1位：Remapped标识，设置此位的值后，对象未指向relocation set中（relocation set表示需要GC的 Region集合）；

1位：Marked1标识；

1位：Marked0标识，和上面的Marked1都是标记对象用于辅助GC；

42位：对象的地址（所以它可以支持2^42=4T内存）

第一次GC:使用Mark0, 周期结束所有引用对象标记为01

第二次GC:使用Mark1,期待的Mark标位10，所有引用都能被重新标记