对JVM的理解

JVM

JVM内存区域划分

线程共享

1. 方法区

   类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。

​ 方法区包含运行时常量池，存放编译器生成的字面量和符号引用。

​ 方法区可扩展，可能OutOfMemoryError。

2. 堆：

​ 新生代：eden区、survivor from、survivor to；minorGc区域。

​ 老生代：FullGc区域。

​ 超过Xms内存时，抛出 OutOfMemoryError。

线程独享

1. Pc寄存器 存储当前线程正在执行的jvm指令地址，本地方法undifined，不会内存溢出。

2. Java虚拟机栈

   保存栈帧，顶部为当前栈帧。栈的深度不够，如多次递归，会出现stackOverflowError。可动态扩展，无法申请更多内存时，初夏OutOfMemoryError.

   栈帧保存如下内容

   局部变量：方法参数和方法内部定义的局部变量

   操作数栈

   动态链接 :每个栈帧包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法 的引用，持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态链接。

   返回地址

3. 本地方法栈保存虚拟机使用的native方法。同样可能出现 StackOverflowError和 OutOfMemoryError。

垃圾回收

垃圾判定算法

1. 引用计数法

   对象中添加一个引用计数器，有引用时加1，引用失效时减1，由于存在循环引用，java不使用。

2. 可达性分析

   从GC Roots为起点，向下搜索引用链中的对象。当某个对象与任何一个GC Roots 都无引用链想连时，标记为不可达。

   可作为GC Roots的对象：

   • 虚拟机栈
   • 方法区的类属性引用的对象
   • 方法区常量引用的对象
   • 本地方法栈中引用的对象

垃圾回收算法

1. 标记清除法

   先用可达性分析标记出要回收的对象，再清除。不使用，内存不连续。

2. 复制算法

   内存分块，一块满了之后，将活着的对象复制到另外一块的连续空间，并清空。新生代使用此算法。

3. 标记整理算法

​ 使用标记清除算法之后，将存活的对象向一端移动，并更新引用其对象的指针。

垃圾收集器

1. SerialGC

   单线程垃圾收集器。client模式新生代下默认gc。

2. ParNewGC

   新生代GC实现，是SerialGC的多线程版本。

3. ParallelGC

   server模式下jdk8默认模式，关注吞吐量。

4. CmsGC (Concurrent Mark Sweep)

   基于 标记清除算法，并发执行，占用cpu资源较高。用于老年代。

5. G1GC

   可预测stop。

类加载过程

类加载经过了加载、链接、初始化三个过程。

加载

将字节码从.class/jar/网络数据源中读到JVM中，并映射成JVM认可的数据结构，class对象。

此阶段用到了类加载器，可以自定义。

链接

1. 验证

   验证字节码是否符合jvm规范，防止恶意信息进入jvm。

2. 准备

   创建类和接口中的static变量，并初始化静态变量初始值。

3. 解析

   将常量池中的符号引用替换为直接引用。

初始化

执行类的初始化，包括静态字段赋值，静态代码块的执行。父类初始化优先于子类。

双亲委派模型

当类加载器试图加载某个类型时，尽量将这个任务代理给当前加载器的父类加载器。使用双亲委派模型的目的是，尽量避免重复加载java类型。

JVM工具

jps

查看jvm进程。-l 输出主类全名和执行路径，-v 输出jvm参数。

jstat 查看gc内存情况

jconsole 图形化工具

jinfo 查看虚拟机各项参数

jmap 生成堆转储快照

jstack 生成虚拟机当前线程快照

JVM 参数调优

Xms

Xmx

NewRadio

SuvivorRadio

对象的访问

java程序需要通过栈的reference来操作堆上的具体对象。主流的访问方式，由句柄方式和直接指针方式。

句柄访问

java堆中会划出一块区域作为句柄池，栈的reference中存储的是对象的句柄地址。句柄中包含了对象的实例数据和类型数据的地址信息。其中类型数据指针指向方法区，实例数据指针指向堆中的对象实例数据。

直接指针

reference指向堆中的对象实例数据，其中包含指向方法区的对象类型数据指针。

目前的hotspot采用直接指针，好处是访问快，缺点是回收要改变栈中的reference指针的指向。

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