Java—JVM

最新推荐文章于 2022-05-15 10:54:24 发布

章鱼四剑客

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#Java—JVM

1.虚拟机的概念：在软件上模拟具有完全硬件功能的、运行在完全隔离的环境中的计算机系统。

常见的虚拟机 VMware、JVM、Virtual Box等

JVM和VMware、Virtural Box的区别

a.VMWare和Virtual Box是通过软件模拟物理CPU的指令集，物理系统中会有很多的寄存器。

b.JVM是通过软件模拟Java字节码的指令集，JVM中只是主要保留了PC寄存器，对其他寄存器进行了裁剪。

有很多的虚拟机，（JDK8）HotSpot 这个虚拟机是整合了HotSpot和Jrockit VM的优点。

Java内存区域划分：

将Java内存划分成两大区域：

1.线程私有

a.程序计数器：

概念：记录正在执行的线程虚拟机字节码指令的地址，如果正在执行的是一个Native方法，则计数器为空。

可以将它理解为行号计数器。

··为什么要有程序计数器？为什么这个计数器是私有的？

首先，多线程通过轮流切换并分配处理器的方式来实现，在任何一个时刻，处理器都会执行一个线程的指令。因此为了切换线程后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要独立的程序计数器，各自的计数器互不影响。

**b.虚拟机栈：**局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口。

局部变量表：各种基本数据数据类型和对象引用，在编译期间完成分配，在执行期间不会改变局部变量的大小。

产生的异常：

StackOverFlowError ：请求栈的深度大于虚拟机锁允许的深度可以设置（-Xss设置栈的容量）

OutOfMemoryError（OOM）：虚拟机在动态扩展的时候无法申请到足够多的的内存

c.本地方法栈：

本地方法栈为虚拟机使用的Native方法服务，而虚拟机栈为JVM执行的Java方法服务

2.线程共享

a.堆GC：是JVM分配内存的最大一块区域。是所有线程共享的一块区域。对空间可以是不连续的

Java是Java垃圾回收器主要管理的一块内存，所以也叫GC堆，堆容量是可以扩展的（-Xmx设置最大值 -Xms设置最小值）

如果堆中没有足够的空间完成实例的分配并且堆也无法扩展时抛出OOM异常

b.方法区:

方法区又称永久代在JDK8后被称为元空间（MetaSpace）存放虚拟机加载的类信息、静态变量、常量、编译器编译后的代码。

c.运行时常量池

字面量：字符串（JDK1.7后移到堆中），final常量，基本数据类型的值。

符号引用：类和结构的完全限定名、字段的名称和描述符、方法的名称和描述符。

Java heap OOM

public class Test{
    static class OOMObject{}
    public static void main(String[] args) {
        List<OOMObject> list=new ArrayList<>();
            while(true){
                list.add(new OOMObject());
            }
    }
}

StackOverFlowError:

public class Test{
    private static int num=0;
    public static void main(String[] args) {
        try {
            print();
        }finally {
            System.out.println("栈的深度"+num);
        }
    }
    public static void print(){
        num++;
        print();
    }
}

Java垃圾回收器与内存分配策略

1.如何判断对象已死：

**a.引用计数法：**给对象增加一个引用计数器，每当有一个地方引用它，计数器加1；当引用失效时，计数器减1；任何时候计数器为0，说明对象没有再被使用，此时对象已死。

JVM没有用这个方法，原因是如果有循环引用时，计数器永远都不会减到1，那么对象永远不会被回收

public class Test{
    private Object instance=null;
    public static void main(String[] args) {
        Test test1=new Test();//1
        Test test2=new Test();//2
        test1.instance=test2;//3
        test2.instance=test1;//4
        test1=null;//5
        test2=null;//6
        //强制进行垃圾回收
        System.gc();//7
    }
}

我们来分析上面的代码：

1.test1的计数器 count1=1；

2.test2的计数器，count2=1；

3.test1中的instance引用 test2 所以 test2=2

4.test2中的instance引用test1所以test1=2；

5.6 count1=1 count2=1；

7.System.gc() 注意这个方法只是触发，什么时候回收由系统调度。

b.可达性分析算法：

通过一系列称为：“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索过的路径称为"引用链".当一个对象到GC Roots没有任何引用链连时（从GC Roots到这个对象不可达），证明此事对象是不可用的。

可作为GC Roots的对象：

1.虚拟机栈中引用的对象

2.方法区中静态属性引用的对象

3.方法区常量引用的对象

4.本地方法栈中JNI（Native方法）引用的对象，

JDK1.2之后对Java引用的概念做了扩充，将引用分为四种强引用（Strong Reference）软引用（Strong Reference）弱引用（Weak Reference）虚引用（Phantom Reference）强度依次递减

1.强引用：在程序中普遍存在的引用，只要引用还在，这个对象永远不会被回收

2.软引用：描述一些还有但是不是必须的对象，在系统要发送内存溢出之前，将这类引用列入回收范围，以供第二次回收，如果这次回收空间还是不够，那么抛异常OOM。

3.弱引用：描述非必须的对象，这些对象只能生存到下次gc之前，垃圾回收器开始后无论内存是否够用，都要直接回收。

4.虚引用：一个对象是否由虚引用不会对其生存时间够成影响，也无法通过虚引用来取得一个实例化对象，只会在被gc回收后首到一个系统通知。

finalize方法：

在可达性算法分析对象不可达的对象也不是非死不可的，它至少要有两次标记过程：如果对象在进行可达性分析之后发现没有GC Roots相连接的引用链，那它会被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此对象是要执行finalize（），当finalize没有被覆盖或者已死已经被JVM调用过了，这时对象才会真正被回收。

回收方法区：

方法区的垃圾回收主要是回收两个部分：无用类和无用常量。

如何判断类是无用类：

a.该类的实例对象都已经被回收（在Java堆中不存在任何该类有关的实例）

b.加载该类的classloaer已经被回收

c.该类对应的Class对象没有任何其他方法被引用，无法在任何地方通过反射访问该方法

注：在大量使用反射、动态代理等场景都需要JVM具备类卸载的功能防止永久代的溢出。

垃圾回收算法

标记—清除算法

复制算法（新生代算法）

标志整理算法（老年代算法）