JVM-黑马

JVM

什么是JVM

定义

JavaVirtural Machine - java 程序的运行环境(java 二进制字节码的运行环境)

好处

  • 一次编写,到处运行
  • 自动内存管理,垃圾回收功能
  • 数组下标越界检查
  • 多态

比较

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学习JVM有什么用

  • 面试
  • 理解底层实现的原理

学习路线

一个类从java源代码编译成二进制字节码(Java Class)后必须经过类加载器(ClassLoader)才能被加载到JVM里去运行,类放在方法区(Method Area)方法区,类创建的实例对象放在堆(Heap)中,而Heap里面对象调用方法时会用到虚拟机栈,程序计数器,本地方法栈,方法执行时,是由执行引擎中的解释器(Interpreter)逐行进行执行

  • 方法里的热点代码(频繁被调用的代码)会用即时编译(JITCompiler) 编译优化 GC垃圾回收会对堆里面不在被引用的对象垃圾回收,
  • 还有一些java代码不方便实现的功能,需要调用底层系统的功能,就需要本地方法接口
    在这里插入图片描述

内存结构

1. 程序计数器

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1.1 定义

Program Counter Register程序计数器(寄存器)

垃圾回收

  • 那些内存需要回收
  • 什么时候回收
  • 如何回收

1. 如果判断对象可以回收

1.1 引用计数器

一个对象被其他变量引用,那就让这个对象的计数加一,引用两次就变成二,如果某个变量不在引用就减一,引用计数变为0的时候,被当作垃圾回收

循环引用
A对象引用B对象 A的计数是1,B对象引用A对象 B的对象也是1,他们可以被垃圾回收吗?答案是不行,他们各自的计数都是1,虽然他们没有在被引用,可惜他们的引用计数没有归零,导致这俩对象不能作为垃圾进行回收,这样就造成了内存上的泄露。
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/6844ecef1ae64c2ba78e9b522cca2e87.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA5bCR5bm057u05oyB552AZW1v,size_19,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_

1.2 可达性分析算法

  • java 虚拟机中的垃圾回收器采用可达性分析算法来所有存活的对象
  • 扫描堆中的对象,看是否能够沿着GC Root对象为起点的引用链找到该对象,找不到,表示可以回收
  • 哪些对象可以作为GC Root?
    – 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象。 
    – 方法区中类静态属性引用的对象
    – 方法区中常量引用的对象
    – 本地方法栈中JNI(即一般说的Native方法)引用的对象

1.3 四种引用

在这里插入图片描述1. 强引用

Object obj= new Object()
特点:只要沿着GC Root的引用链找到它,他就不会被垃圾回收

  1. 软引用
  2. 弱引用
  3. 虚引用
  4. 终结器引用

垃圾回收算法

1. 标记清除

判断是否是垃圾就是根据GC Root对象的引用链去找,扫描整个堆对象,如果发现这个对象确实被引用了,那就保留,没有就被回收

定义: 标记清除算法顾名思义,是指在虚拟机执行垃圾回收的过程中,先采用标记算法确定可回收对象,然后垃圾收集器根据标识清除相应的内容,给堆内存腾出相应的空间
优点:速度快, 这里的腾出内存空间并不是将内存空间的字节清0,而是记录下这段内存的起始结束地址,下次分配内存的时候,会直接覆盖这段内存

缺点容易产生大量的内存碎片,造成空间不连续,可能无法满足大对象的内存分配,一旦导致无法分配对象,那就会导致jvm启动gc,一旦启动gc,我们的应用程序就会暂停,这就导致应用的响应速度变慢

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2.标记整理

标记-整理 会将不被GC Root引用的对象回收,清楚其占用的内存空间。然后整理剩余的对象,可以有效避免因内存碎片而导致的问题,但是因为整体需要消耗一定的时间,所以效率较低

优点:没有内存碎片
缺点:由于牵扯到了对象的移动,必然效率变得较低
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3.复制算法

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将内存分为等大小的两个区域,FROM和TO(TO中为空)。先将被GC Root引用的对象从FROM放入TO中,再回收不被GC Root引用的对象。然后交换FROM和TO。这样也可以避免内存碎片的问题,但是会占用双倍的内存空间
优点:不会产生碎片
缺点:复制算法会占用双倍的内存空间

小结

垃圾回收不会单独使用某种算法,而是根据情况共同实现垃圾回收的

### 关于JVM的相关知识点 JVMJava Virtual Machine),即Java虚拟机,是运行Java字节码的一个抽象计算模型。它屏蔽了底层操作系统的差异性,使得Java程序可以在不同的平台上运行而无需重新编译[^1]。 #### JVM的主要组成部分 JVM主要由类加载器(Class Loader)、运行时数据区(Runtime Data Area)、执行引擎(Execution Engine)三大部分组成: - **类加载器**:负责将.class文件中的二进制流读取到内存中,并转换成方法区内的运行时数据结构。 - **运行时数据区**:这是JVM管理的内存区域,分为以下几个部分: - 方法区(Method Area) - 堆(Heap) - 虚拟机栈(VM Stack) - 本地方法栈(Native Method Stack) - 程序计数器(Program Counter Register) - **执行引擎**:解释或者编译并执行类文件中的指令集。 对于初学者来说,理解这些基本概念是非常重要的。黑马程序员提供了丰富的Java学习资源,其中也涵盖了关于JVM的基础讲解以及深入分析的内容。 #### 安装环境的选择 在实际开发过程中,如果仅是为了测试简单的Java应用,则可以选择安装JRE;但如果涉及到更复杂的项目构建或是Web服务部署等工作场景时,则建议安装完整的JDK工具包[^2]。这是因为某些特定功能可能需要用到只有JDK才具备的功能模块,比如上述提到的应用服务器处理jsp页面的情况就需要依赖jdk来进行servlet代码的编译工作。 另外值得注意的一点是在现代软件工程实践中容器化技术越来越普及的情况下,docker成为了一个非常热门的话题.Docker通过其独特的镜像机制和隔离特性极大地方便了开发者们创建一致性的开发,测试乃至生产环境设置过程. Docker Engine作为docker系统的心脏部件采用了典型的c/s架构设计思路来实现整个平台的服务支持框架[^3]. ```bash # 下载官方提供的openjdk版本 sudo apt-get update && sudo apt-get install default-jdk ``` 以上命令可以帮助你在基于Debian系列发行版linux操作系统上面快速搭建好必要的java运行环境. ###
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