JVM学习

参考这个博客：
https://mp.weixin.qq.com/s/4c9K5eYMFGVV2WyKaYXVBA

参考书籍：深入理解Java虚拟机

JVM就是java虚拟机的意思，java之所以可以跨平台，就是因为其语言运行在虚拟机上，从而达到跨平台的效果
目前常用的虚拟机有两个，一个是sun公司的hotspot，另一个是 JRockit

java的内存管理，其内存分为三大部分，栈，堆，方法区（又叫块，永久代Permanent Generation）
上面只是一个笼统的划分，细分如下：
1.方法区（Method Area）
2.堆（heap）
3.栈(stack)
3.1虚拟机栈，就是常说的对象变量存放的地方
3.2本地方法栈，为JVM中native方法服务
3.3程序计数器，就是程序运行时，运行到哪一步的一个记录器。多线程中程序切换，就是由各自线程的程序计算器来记录当前线程运行的状况，以便切换后能继续执行下去。

如下图：

栈：
栈是线程独有的，堆和块是线程共享的，所以栈的生命周期与线程相关，一般不用回收，只有堆和区需要

栈是存放对象的引用的，比如，Object j=new Object(); 那么这个j就是存放在栈中，还有局部变量等。
一般如果出现栈溢出(StackOverFlow)，那么都是方法死循环造成的。

堆：
堆是存放对象的空间，上面这个j对应的内存空间就是在堆中，这部分才是我们可以控制的，也是gc（垃圾回收）需要注意的数组也是在堆上分配

堆如果细分，有新生代（年轻代），老年代（年老代），再细分，年轻代内存又被分成三部分，Eden空间(伊甸园)、From Survivor空间（S0）、To Survivor空间（S1）,默认情况下年轻代按照8:1:1的比例来分配

方法区
方法区，是存放类信息，类的常量，静态变量，接口，方法等。
也可以称为永久代（Permant Gernation），一般不轻易回收，但也会，不是真的永久。。。

当对象没有被引用时，即j=null时，而且没有其它对象引用j，才会回收堆上的空间

JVM设置的值
-Xmx ——最大堆大小
-Xms ——初始堆大小
一般Xmx与Xms设置大小相同，不然当内存达到Xms时，未到Xmx，需要再分配内存时，会触发fullGc。而如果一开始就分了Xmx内存大小，则没有这个问题。但是会在内存不足时，直接报错（当机），没有再分配的机会。

-XX:PermSize ——方法区最小值
-XX:MaxPermSize——方法区最大值
-Xss——栈的大小， 每个线程可使用的内存大小
-Xmn——新生代大小，老生代=Xmx-Xmn，Xmn不能等于Xmx，否则会报错
-XX:NewSize——新生代初始大小
-XX:MaxNewSize——新生代最大值
一般用-Xmn代替上面两个设置。
-XX:NewRatio=m 老年代与 新生代比例 如果是5，则是5：1的意思

-XX:SurvivorRatio=m Eden和Survivor的比例
SurvivorRatio为新生代空间中的Eden区和救助空间Survivor区的大小比值，默认是32，也就是说Eden区是 Survivor区的32倍大小，要注意Survivo是有两个区的，因此Surivivor其实占整个young genertation的1/34

在设置内存时，可以用m,g等，但是不能m和g混着用，否则可能报错

32位系统，一般一个进程（java服务）分配的内存大小事有限的，比如linux给这个进程分配了2g内存，那么最大堆内存+最大方法区内存+栈内存不能大于这个2g，故一般设置时，Xmx,MaxPermSize最好不要大于服务器内存，否则会有可能服务无法启动
计数器很小一般忽略不计，栈内存一般默认1m，你可以调整。因为栈跟线程相关，故栈内存越小，能创建的线程就越多，那么线程数也不是无限的，操作系统一般有规定不能大于多少。

对象分配规则

对象被创建时，内存的分配首先发生在年轻代的Eden区（大对象可以直接在年老代），大部分对象在创建后很快就不再使用，很快就被年轻代的GC回收。
新生代分为伊甸园区（Eden），存活区1（S0），存活区2（S1），当伊甸园区满了之后，会执行一次垃圾回收（Minor GC），把剩余的放到两个存活区中。每经过1次Minor GC，对象的年龄计数器+1，到达阀值后，进入老年代。

对象如果在新生代存货了下来（几次GC后没被回收掉），则会被复制到老年代。年老代的空间比年轻代大，存放更多对象，发生GC的次数也少，当年老代内存不足，将执行full gc（整个内存区域垃圾回收）

垃圾回收

minorGc——一般在新生代，时间较短
MajorGC——一般在老年代，也可能因为minorGc后空间不足触发
fullGc——整个堆回收，时间较长，会导致整个应用停顿。比如你Xms=100m Xmx=1024，那么再内存不足时，由于没到最大值，会自动再给他分配内存，此时就会触发fullGc。或者你对象很大，老年代放不下，也会触发fullGc。如果到达1024，还要分配内存，就会出发内存错误。

对象存活判断：

1.引用计数
原理：对象有一个引用，则+1，删除一个引用，则-1，只收集计数为0的对象
缺点：无法处理循环引用的问题，如对象A和对象B互相引用，A.b=B,B.a=A，除此之外，没有其他对象引用A,B，那么无法回收他们
JVM并未使用此算法

2.可达性分析
GC Roots开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的，不可达对象。

回收算法
复制（Copy）
原理：把内存空间划分为两个相等的区域，每次只使用一个区域。垃圾回收时，遍历当前区域，把存活的对象复制到另外一个区域， 再把已使用过的内存空间一次清理掉。
优点：不会出现碎片问题，高效，遍历一次即可。
缺点：需要两倍大的内存
应用场景：堆的新生代回收中使用。经过一次垃圾回收后的对象复制到Survior中
如图所示，可以看到，每次内存都只用了一半，很浪费。

标记 -清除算法（Mark-Sweep）
首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象
缺点：会导致内存零碎，那么如果有大对象，将会出现没有连续的内存去存放这个大对象。需要两次遍历，第一标记，第二次清除。
如图所示，可看到回收后碎片较多。

标记—压缩
从GC roots开始遍历所有引用，对有活的对象进行标记。让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：避免复制算法的空间问题，避免标记-清除的碎片问题
堆的老生代回收中使用该算法，因为要遍历，故比复制算法要慢
如图所示：

分代收集，Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记-清理”或“标记-整理”算法来进行回收。

垃圾回收器
即使用回收算法的各种回收器，过于复杂，不讨论。有以下几种

Serial收集器，串行收集器是最古老，最稳定以及效率高的收集器，可能会产生较长的停顿，只使用一个线程去回收。
ParNew收集器，ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。
Parallel收集器，Parallel Scavenge收集器类似ParNew收集器，Parallel收集器更关注系统的吞吐量。
Parallel Old 收集器，Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程和“标记－整理”算法
CMS收集器，CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。
G1收集器，G1 (Garbage-First)是一款面向服务器的垃圾收集器,主要针对配备多颗处理器及大容量内存的机器. 以极高概率满足GC停顿时间要求的同时,还具备高吞吐量性能特征

一般老年代比新生代大，这样可以在新生代触发minorgc，时间较短（影响较小），老年代空间大，就不用老是gc了。
如果gc时间较短，几百毫秒，基本不需要怎么调整，如果1秒以上，才需要关注。