JVM学习笔记总结

面试题：

​ 1、谈谈你对JVM的理解？java8虚拟机和之前的变化更新？
​ 2、什么是OOM,什么是栈溢出StackOverFlowError?怎么分析？
​ 3、JVM的常用调优参数有哪写？
​ 4、内存快照如何抓取，怎么分析Dump文件？
​ 5、谈谈JVM中类加载器你的认识？
​

1、JVM的位置

2、JVM的体系结构

3、类加载器

​ 作用：加载Class文件
​ 1、虚拟机自带的加载器
​ 2、启动类（根）加载器
​ 3、扩展类加载器
​ 4、应用程序加载器
​

4、双亲委派机制(安全)

​ APP->EXC->BOOT(根加载器、启动类加载器 BootStarp ClassLoader)(最终执行的)
​ 1、类加载器收到类加载的请求！
​ 2、将这个请求向上委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到启动类加载器
​ 3、启动加载器检查是否能够加载当前这个类，能加载就结束，使用当前的加载器,否则，抛出异常，通知子加载器进行加载
​ 4、重复步骤3
参考博客
通俗易懂的双亲委派机制

5、沙箱安全机制

​ Java安全模型的核心是Java沙箱，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JVM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，通过这样的措施来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。主要是限制系统资源访问。
​

组成沙箱的基本组件：
字节码校验器：确保Java类文件遵循Java语言规范。
类装载器：1、防止恶意代码去干涉善意的代码；2、守护了被信任的类库边界；3、将代码归入保护域，确定了代码可以进行哪些操作

6、Native（把面试官唬住的东西）

​ Native Method就是一个Java调用非Java代码的接口
​ native：凡是带了native 关键字的，说明java的作用范围达不到了，会去调用底层C语言的库
​ 会进入本地方法栈
​ 调用本地方法本地接口 JNI java native interface
​ JNI作用：扩展Java的使用，融合不同的编程语言为Java所用！初期C、C++
​ Java诞生的时候 C C++横行，想要立足，必须要有调用C、C++ 的程序
​ 它在内存区域中专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack 登记native方法
​ 在最终执行的时候，加载本地方法库中的方法通过JNI
​

7、PC寄存器

​ 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，是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不计
​

8、方法区

​ 放static、final、Class、常量池~
​ 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持在该区域，此区域属于共享区间
​ （下面者段话，要背下来）
​ 静态变量、常量、类信息（构造方法、接口定义运行时的常量池存在方法区中，但是实际变量存在堆内存中，和方法区无关）
​

9、栈（先进后出，后进先出）

​ 栈内存，主管程序的运行，生命周期和线程同步
​ 线程结束，栈内存也就释放，不存在垃圾回收问题
​ 一旦线程结束，栈就Over
​ 栈里的内容：8大基本类型+对象引用+实例的方法
​ 栈运行原理：栈帧
​ 栈+堆+方法区：交互关系
​ 画出一个对象在内存中实例化的过程？
​

10、三种JVM

​ HotSpot
​ BEA JRockit
​ IBM J9VM
​

11、堆

​ Heap,一个JVM只有一个堆内存，堆内存大小是可以调节的。
​ 类加载器读取了类文件后，一般会把 类、方法、常量、变量、保存所有引用类型的真实对象放入堆中
​

堆内存中细分三个区域：
	新生区（伊甸园区）Young/New
	养老区 old
	永久区 Perm
GC垃圾回收，主要是在伊甸园区和养老区
如果内存满了，OOM,堆内存不够！OutOfMemoryError错误
在JDK8以后，永久存储区改了个名字 （元空间）

12、新生区

​ 类诞生和成长的地方，甚至死亡；
​ 伊甸园：所有的对象都是在伊甸园区new出来的
​ 幸存者区（0，1）
​ 养老区
​

13、永久区

​ 这个区域长驻内存的。用来存放JDK自身携带的Class对象。Interface元数据，存储java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Vm虚拟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，大量动态生产的反射类，不断的被加载。直到内存满，就会出现OOM。
​ jdk1.6之前：永久代，常量池是在方法区
​ jdk1.7： 永久代，慢慢退化了，（去永久代），常量池在堆中
​ jdk1.8之后 无永久代，常量池在元空间
​ 元空间：逻辑上存在，物理上不存在
​

在一个项目中，突然出现了OOM故障，那么该如何排除，研究为什么出错
	能够看到第几行出错：内存快照分析工具，MAT,Jprofiler
	Debug, 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

14、堆内存调优

​ -Xms 设置初始内存分配大小，默认 1/64
​ -Xmx 设置最大分配内存，默认1/4
​ -XX:+PrintGCDetails (打印GC垃圾回收信息)
​ -Xms1m -Xmx8m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError (oom DUMP)
​

15、GC

​ GC的作用区域只有方法区和堆
​ JVM在进行GC时，并不是对这三个区域统一回收。大部分时候，回收都是新生代
​ 新生代
​ 幸存区（from，to）
​ 老年区
​

GC的两种类：轻GC(普通的GC)，重GC(全局GC)

面试题：
	1、JVM的内存模型和分区 详细到每个区放什么？
	2、堆里面的分区有哪些？Eden，from，to，老年区，说说他们的特点！
	3、GC的算法有哪些？怎么用的？
	4、轻GC和重GC分别在什么时候发生？

常用算法
标记清除法、标记整理、压缩、复制算法、引用计数法

GC 复制算法：
	幸存区 from 和 to 谁是空的谁是to
	每次GC 都会将Eden活的对象移到幸存区中：一旦Eden区被GC后，就会是空的
	当一个对象经历了15次GC,都还没有死
	-XX:-XX:MaxTenuringTThreshold=? 通过这个参数可以设定进入老年代的时间
	新生区主要用的是复制算法
	优点：没有内存的碎片
	缺点：浪费了内存空间：多了一半空间永远是空to，假设对象100%存活，（极端情况）
	复制算法最佳使用场景：对象存活度较低的时候，所有新生区很适合

GC标记清除压缩算法：
	扫描这些对象：对活着的对象进行标记
	清除：对没有标记的对象，进行清除
	优点：不需要额外的空间
	缺点：两次扫描，严重浪费时间，会产生内存碎片
再优化：
	压缩：防止内存碎片产生，再次扫描，向一端移动存活的对象，多了一个移动成本
先标记清除几次，再压缩

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
	没有最好的算法，只有最合适的算法
	GC:分代收集算法
年轻代：
	存活率低
	复制算法
老年代：
	区域大：存活率高
	标记清除（内存碎片不是太多）+标记压缩混合实现
	
一天时间学JVM，不现实，要深究，必须要下去花时间，多看面试题，看《深入理解JVM》

16、JMM

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1、什么是JMM？

​ Java Memory Model
​ java内存模型

2、它是干嘛的？

​ 作用：缓存一致性协议，用于定义数据读写规则（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中，每个线程都有一个私有的本地内存
​ 解决共享对象可见性这个问题：volilate

3、它该怎么学习

​ JMM:抽象的概念,理论
​

JMM对这八种指令的使用，制定了如下规则：

1、不允许read和load、store和write操作之一单独出现。即使用了read必须load，使用了store必须write
​ 2、不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存
​ 3、不允许一个线程将没有assign的数据从工作内存同步回主内存
​ 4、一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是对变量实施use、store操作之前，必须经过assign和load操作
​ 5、一个变量同一时间只有一个线程能对其进行lock。多次lock后，必须执行相同次数的unlock才能解锁
​ 6、如果对一个变量进行lock操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新load或assign操作初始化变量的值
​ 7、如果一个变量没有被lock，就不能对其进行unlock操作。也不能unlock一个被其他线程锁住的变量
​ 8、对一个变量进行unlock操作之前，必须把此变量同步回主内存

​ JMM对这八种操作规则和对volatile的一些特殊规则就能确定哪里操作是线程安全，哪些操作是线程不安全的了。但是这些规则实在复杂，很难在实践中直接分析。所以一般我们也不会通过上述规则进行分析。更多的时候，使用java的happen-before规则来进行分析。