一、背景：
.class文件 -> 类加载器 -> 运行时数据区 -> 执行引擎 -> 本地方法 -> 执行指令
执行引擎：对命令进行解析，将字节码翻译程系统指令
本地库接口：调用其他语言的原生库为java所用
1、方法区：
线程共享
存储：虚拟机加载的类信息，编译器编译后的代码数据，运行时常量池（编译期生成的各种字面量和符号+运行期产生常量），【字符串常量池、静态变量 jdk1.7后移到堆中】。
问题：内存不足oom
别名Non-Heap 非堆，jdk1.7前永久代实现方法区，jdk1.8元空间实现方法区存在本地内存
回收内容：常量池废弃的常量+不再使用的类型
2、java堆：
线程共享
存储：对象实例和数组
问题：空间不足OOM
3、虚拟机栈：
线程私有
存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等
问题：栈深度不足StackOverError，内存不足OOM
4、本地方法栈
线程私有
存储本地方法服务栈信息
5、程序计数器
线程私有
存储线程执行位置
没有溢出错误
掌握Java虚拟机（JVM）需考虑两方面，其一是理解垃圾回收、其二是JVM调优
1、垃圾回收：什么时候回收、回收哪些、怎么回收 三方面
2、JVM调优：提高应用响应速度、吞吐、资源利用率
类加载器 -> 运行时数据区 -> 执行引擎 -> 本地库接口
二、垃圾回收
1、什么时候回收
Minor GC：Eden区空间不足，进行Minor GC，回收Eden区，未被回收存入Survivor，15次GC（参数：-XX:+MaxTenuringThreshold=15）后还存活，进入老年区
Full GC：
老年区空间不足：年轻对象多 或 大对象（15次 Minor GC后进入老年代空间不足）
方法区满了：（jdk及之后版本元空间替代永久代）
System.gc()调用
永久区满了：（jdk7及之前版本）
补充：1、方法区回收主要分为废弃的常量池和不在使用的类型。
判定废弃常量明确：常量池中的常量没有被任何地方引用，就可以被回收
判定不在使用的类型严格：
1）该类所有的实例都已经被回收，也就是 Java 堆中不存在该类及其任何派生子类的实例。
2）加载该类的类加载器已经被回收，这个条件除非是经过精心设计的可替换类加载器的场景，如 OSGi、JSP 的重加载等，否则通常是很难达成的。
3）该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法
2、jdk不同版本方法区调整
3、元空间替代永久代原因：
1）、永久代GC回收率低（full gc触发），调优困难，字符串存在永久代，容易出现内存溢出
2）、类及方法的信息大小难确定，永久代大小指定难，太小容易永久代溢出，太大容易老年代溢出
3）、元空间和类加载器生命周期一致，GC发现类加载器不在存活，会将相关空间都回收了
2、回收哪些
GC回收不在存活的对象，判断对象是否存活，有引用计数算法和可达性分析算法，其中引用计数算法难解决循环引用问题，当前主流语言采用可达性分析算法
GC Roots对象：
1、栈中引用的对象
2、方法区中的静态引用对象
3、方法区中的常量引用对象
4、本地方法栈（native方法）引用对象
5、同步锁持有的对象
3、怎么回收
1、标记-清除（Mark-Sweep）：标记无用对象，进行清除回收。缺点：效率不高，无法清除垃圾碎片
2、复制（Coping）：解决Mark-Sweep缺陷 ，将可用内存一分为二两个相等内存块，当一块内存用完将存活对象复制到另外一块内存块，然后将已使用内存块清理掉。缺点：内存使用率不高，只有原来一半
3、标记-整理（Mark-Compact）：解决Coping算法缺陷，标记无用对象，存活的对象都向一端移动，然后清除掉端边界以外的内存。
4、分代（Generational Collection）：根据对象存活周期将内存划分若干个不同区域。一般采用新生代和老年代，因为新生代大部分对象存活周期短，回收对象多（需要复制的操作少），采用复制算法；老年代特点存活周期长，回收对象少，采用标记整理算法
4、常见垃圾回收器 CMS - 6~8G - G1
1、CMS回收器：以最短回收停顿为目标的一款并发收集、低停顿。采用标记-清除算法，若干次后执行一次碎片清理
2、G1回收器：优点：空间整合+可预测的停顿时间模型；缺点：额外执行负载比CMS高。将java堆分成2048个相同独立Region块，根据堆空间大小动态控制在1~32MB且为2的N次幂带大小，基于“标记-整理”算法实现收集器
3、ZGC：指针染色技术 读屏障
4、其他收集器：
5、常见面试问题：＜JVM笔记：内存与垃圾回收＞7-方法区_java1.7方法区回收条件-优快云博客
1、百度：JVM内存模型，每个区作用
2、阿里：JVM为什么两个 survivor 区？eden和survivor设计解决问题
1）、JVM 为什么两个 survivor 区：解决内存碎片化，基于新生代Coping算法实现需要；
2）、eden和survivor设计解决问题：
A、提高垃圾回收率：新生代大部分对象存活周期短，回收对象多，Minor GC更容易对生命周期短对象回收；也避免Full GC的全区扫描，提高垃圾回收率
B、避免过早晋升到老年代：过早晋升老年代容易导致老年代空间不足触发Full GC
3、小米：JVM为什么设计新生代和老年代？
1）、对象存活周期不同
2）、回收算法不同
4、字节跳动：JVM什么时候对象会进入老年代？
1）、15次 Minor GC 后进入老年代：-XX:MaxTenuringThreshold
2）、survivor幸存区对象占用内存大于50%平均年龄以上对象进入老年代
3）、大对象直接进入老年代：-XX:PretenureSizeThreshold（避免大对象多次GC不清理，且多次在survivor内存复制）
4）、Minor GC后对象超过survivor
5）、老年代空间担保规则：XX:-HandlePromotionFailure=true jdk7参数移除
5、jvm 的方法区会发生垃圾回收吗？
A、废弃的常量池：常量池中的常量没有被任何地方引用，就可以被回收
B、不在使用的类型：
1）该类所有的实例都已经被回收，也就是 Java 堆中不存在该类及其任何派生子类的实例。
2）加载该类的类加载器已经被回收，这个条件除非是经过精心设计的可替换类加载器的场景，如 OSGi、JSP 的重加载等，否则通常是很难达成的。
3）该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法
三、JVM调优
1、jdk自带工具：
1）、jps：查看正在运行java进程 -l -v -m
2）、jstat：查看jvm统计信息：jstat -gc 27580 1s 3
3）、jmap：内存使用情况： jmap -dump:format=b,file=heapdump.hprof 27580
4）、jinfo：实时查看jvm配置参数
5）、jstack：打印jvm中线程快照：jstack -l 2990 > /sk/jstack.txt
四、arthas工具使用
Arthas使用教程(8大分类)-优快云博客^v100^pc_search_result_base2&utm_term=arthas%E4%BD%BF%E7%94%A8&spm=1018.2226.3001.4187
五、1.7和1.8区别：转载jvm内存模型jdk1.7和jdk1.8的区别_weixin_43889362的博客-优快云博客
- 主要成员
编译器：将java转换成.class字节码文件
类加载器（ClassLoader）：将字节码二进制流加载到内存中，转换为JVM中的Class<>对象
运行时数据区（Runtime Data Area）：
执行引擎（Execution Engine）：对命令进行解析，将字节码翻译成底层系统指令
本地库接口（Native Interface）：融合不同开发语言的原生库为java所用
组件的作用：
1、类加载器把 Java 代码（java文件）转换成字节码（.class）。再由不同平台的JVM解析，命令javac -xx.java转换成.class文件；javap -c xx.xlass对代码进行反汇编
2、运行时数据区（Runtime Data Area）再把字节码加载到内存中，而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交给底层操作系统去执行，
自定义ClassLoader:
2.1、继承ClassLoader
2.2、重写findclass方法：自定义获取class，并调用defineClass
3、因此需要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令，再交由 CPU 去执行
4、而这个过程中需要调用其他语言的本地库接口（Native Interface）来实现整个程序的功能。
- JVM运行时数据区
程序计数器（Program Counter Register）：当前线程所执行的行号指示器，字节码解析器的工作室通过改变这个计数器的值，来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能，都需要依赖这个计数器来完成
Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息
本地方法栈（Native Method Stack）：与虚拟机栈的作用是一样的，只不过虚拟机栈是服务java方法的，而本地方法栈是为虚拟机调用本地方法服务的
Java堆（Java heap）：Java虚拟机中内存最大的一块，是被所有线程共享的，几乎所有的对象示例都在这里分配内存
方法区（Methed Area）：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据
- 反射
动态获取信息和动态调用方法：把java类中映射各个对象
1、获取类：Class a = Class.forName("全路径")；
2、初始化：a.newInstance();强转对象
3、获取方法对象：Method c = a.getDeclaredMethod("方法名",参数类.class)；不能获取继承方法和所实现接口方法
Method c = a.getMethod("方法名",参数类.class);不能获取私有方法
4、调用方法：c.invoke(a,"参数")；c.setAccessible(私有方法设置)
5、获取属性对象：Filed f = a.getDeclaredFiled(“属性名称”)；
6、对象赋值：f.set("值")
- 类的加载方式
隐式加载 new
显示加载 loadClass forname(通过newinstance())
- 堆栈区别
功能：堆是用来存放数组或对象的，栈是用来执行程序的
共享性：堆是线程共享，栈是线程私有
空间：堆远大于栈
数据共享的有栈、寄存器、PC，线程共享的有：堆、全局变量、静态变量、方法区。栈和常量池中的数据可以共享，即可以有多个引用对象（int a=3,int b=3）；堆来说，数据不可以共享(String a=new ("3")),String b = new String ("3")；
- 双亲委派模型
如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一层的类加载器都是如此，这样所有的加载请求都会被传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载无法完成加载请求（它的搜索范围中没找到所需的类）时，子加载器才会尝试去加载类
-
类装载过程
加载：通过classloader加载class文件字节码，生成.class对象
检查：检查加载class文件的正确性和安全性
准备：为类变量分配存储空间和设置类变量初始值
解析：JVM将常量池内的符号引用转换为直接引用
初始化：执行类变量赋值和代码块
- classloader和forname的区别
classloader：loadclass(name,false),解析为false，没有初始化。例如：spring ioc延迟加载
class.forname：
- java内存模型
线程私有：程序计数器、java虚拟机栈、本地方法栈(native)
线程共享：MetaSpace、Java堆
- java虚拟机栈
递归过深，栈帧数超出虚拟栈深度（引发java.lang.StackOverflowError）。每次递归，都会往栈里压一个栈帧，如果超过允许最大允许虚拟栈深度
解决思路：限制递归次数，或者使用循环的方法去替换递归
- MetaSpace（类加载信息）
jdk1.8之前：元数据（MetaSpace）与永久代（PermGen）
元数据使用本地内存，永久代使用的是jvm的内存
- MetaSpace比PermGen优势
字符串常量池存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出。jdk1.7把常量池移到堆内存中，jdk1.8移除永久代
类和方法的信息大小难易确定，给永久代的大小制定带来问题
永久代会为GC带来不必要的复杂性
- java堆（Heap 常量池、数组和类对象）
在虚拟机启动时创建，是对象实例的分配区域。占主要内存
GC的管理主要区域
- 判断对象是否被回收
引用计数器：为每个对象创建一个计数，有对象引用计数器+1，引用释放计数-1，当计数器为0时回收。缺点是不能解决循环引用问题
可达性分析：从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没有任何引用链时，此对象可以被回收
- 不同JDK版本之间的intern()方法的区别-JDK6 VS JDK6+（不同JDK版本之间的intern()方法的区别-JDK6 VS JDK6+ - zhangniuniu - 博客园）
JDK6：当调用intern()方法时，如果字符串常量池先前已创建出该字符串对象，则返回池中的该字符串的引用。否则，将此字符串对象添加到字符串常量池中，并且返回该字符串的引用。
我的理解：JDK6当调用intern()方法时，如果常量池存在不处理；如果常量池不存在，拷贝副本到常量池中。
JDK6+：当调用intern()方法时，如果字符串常量池先前已创建出该字符串对象，则返回池中的该字符串的引用。否则，如果该字符串对象已经存在于Java堆中，则将堆中此对象的引用添加到字符串常量池中，并且返回该引用；如果堆中不存在，则在池中创建该字符串并返回其引用。
我的理解：JDK6+当调用intern()方法时，如果常量池存在不处理；如果常量池不存在：堆已存在，将堆的引用存放在常量池中；堆不存在，在常量池创建
注：在JDK1.6的时候，字符串常量池是存放在Perm Space中的（PermSpace和堆是相隔而开的），在1.6+的时候，移到了堆内存中
- java引用类型
- JVM垃圾回收算法
标记-清除算法：标记无用对象，然后进行清除回收。缺点：效率不高，无法清除垃圾碎片。
标记-整理算法：标记无用对象，让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清除掉端边界以外的内存。
复制算法：按照容量划分二个大小相等的内存区域，当一块用完的时候将活着的对象复制到另一块上，然后再把已使用的内存空间一次清理掉。缺点：内存使用率不高，只有原来的一半。
分代算法：根据对象存活周期的不同将内存划分为几块，一般是新生代和老年代，新生代基本采用复制算法，老年代采用标记整理算法。
-
Java Bean生命周期
-
JVM配置列表
-Xss：每个线程虚拟机栈大小
-Xms：java堆的初始值（一般设置和Xmx一致，防止堆扩展影响）
-Xmx：java堆达到最大值
- 内存分配策略
静态存储：编译时确定每个数据目标在运行时的存储空间需求
栈式存储：数据区需求在编译时未知，运行时模块入口
Linux查看进程和线程：
1、查看所有进程线程数：pstree -p | wc -l
2、查看指定进程线程数：pstree -p pid | wc -l
3、查看系统用户最大进程数：ulimit -u
4、查看系统支持最大线程数：cat /proc/sys/kernel/pid_max
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