柚子快報邀請碼778899分享：JVM初探

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JVM的位置

JVM體系架構(gòu)

類加載器

類加載器收到類加載的請求將這個請求委托給父類加載器，一直向上委托，直到啟動類加載器啟動類加載器檢查是否能加載這個類，能加載就結(jié)束，使用當(dāng)前的加載器，否則就拋出異常，通知子加載器進(jìn)行加載重復(fù)步驟3若都沒找到拋出ClassNotFind異常

雙親委派機(jī)制：保護(hù)安全 （APP -> EXC -> BOOT） eg.如自己創(chuàng)建了一個和jdk庫中類名相同的類，會一直向上找，最終在最上層運(yùn)行

Native

凡是帶了native關(guān)鍵字的，說明java的作用范圍達(dá)不到了，會去調(diào)用底層C語言的庫！ 會進(jìn)入本地方法棧，調(diào)用本地方法接口（JNI）

例如:new Tread().start() 源碼中的 start0()方法。 private native void start0()；

使用場景：Java驅(qū)動打印機(jī)，主要用于調(diào)用硬件，一般用不到

程序計數(shù)器（PC計數(shù)器）

一個線程一個虛擬機(jī)棧，每個線程私有的，就是一個指針，指向方法區(qū)中的方法字節(jié)碼（用來存儲指向一條指令的地址，也即將要執(zhí)行的指令代碼），占內(nèi)存非常小可以忽略不計

方法區(qū)

方法區(qū)是被所有線程共享靜態(tài)變量、常量、類信息（構(gòu)造方法、接口定義）、運(yùn)行時的常量池在方法區(qū)中，但是實例變量存在堆中。static、final、Class、常量池

棧

虛擬機(jī)棧又叫棧內(nèi)存，主管程序的運(yùn)行，生命周期和線程同步 一個線程一個虛擬機(jī)棧，線程結(jié)束，棧內(nèi)存也就釋放，對于棧來說不存在垃圾回收問題 主要存放 8大基本類型 + 對象引用地址 + 實例的方法

棧運(yùn)行原理：棧幀 棧滿了：StackOverflowError（遞歸循環(huán)調(diào)用）

棧、堆、方法區(qū)的調(diào)用關(guān)系：

堆

Heap。一個JVM只有一個堆內(nèi)存，堆內(nèi)存的大小是可以調(diào)節(jié)的。

類加載器讀取了類文件后，一般會把類、方法、常量、變量、保存我們所有引用類型的真是對象放在堆中

JDK8以前，堆中分為三個區(qū)域

新生區(qū)

類：誕生和成長的地方，甚至死亡所有的對象都是在伊甸園區(qū)被new出來的幸存者區(qū)（有0和1區(qū)） 老年區(qū)

經(jīng)過GC之后仍然存活的對象 永久區(qū) 這個區(qū)域常駐內(nèi)存，用來存放JDK自身攜帶的Class對象、Interface元數(shù)據(jù)，存儲的是Java運(yùn)行時的環(huán)境。這個區(qū)域不存在垃圾回收。關(guān)閉虛擬機(jī)就會釋放這個區(qū)域的內(nèi)存。 以下情況會出現(xiàn)OOM：大量動態(tài)生成的反射類不斷被加載、Tomcat部署了太多應(yīng)用、一個啟動類加載了大量第三方Jar包

jdk1.6之前：永久代，常量池在方法區(qū)jdk1.7：永久代，常量池在堆中jdk1.8之后：元空間，常量池在元空間中。

GC垃圾回收主要在新生區(qū)和老年區(qū)

新生區(qū)中的伊甸園區(qū)滿了之后會發(fā)生輕量級GC

輕GC一次后未回收的對象在幸存區(qū)，達(dá)到15或20次之后到達(dá)養(yǎng)老區(qū) 老年區(qū)滿了之后會發(fā)生重量級GC（Full GC）

假設(shè)內(nèi)存滿了，會報錯OOM。（例如String一直+=）

堆內(nèi)存OOM解決：

嘗試擴(kuò)大堆內(nèi)存看結(jié)果：在Edit Configuration界面VM options參數(shù)中填寫： -Xms1024m -Xmx1024m。（默認(rèn)情況下分配的總內(nèi)存是電腦內(nèi)存的1/4，而初始化的內(nèi)存是1/64）分析內(nèi)存，看哪個地方出現(xiàn)了問題（一般是內(nèi)存泄露）使用JProfiler

新生區(qū)的內(nèi)存大小+老年區(qū)的內(nèi)存大小=總內(nèi)存大小，說明了元空間邏輯上存在物理上不存在。

使用JProfiler工具分析OOM原因

idea下載JProfiler插件，百度下載JProfiler軟件

在Edit Configuration界面VM options參數(shù)中填寫： -Xms1m -Xmx8m -Xx:+HeapDumpOnOutOfMemoryError) 其中(OutOfMemoryError)可替換，-Xms設(shè)置初始化內(nèi)存分配大小， -Xmx設(shè)置最大分配內(nèi)存，-Xx：+PrintGCDetails打印GC垃圾回收具體信息，-Xx：+HeapDumpOnOutOfMemoryError打印OOM Dump信息

運(yùn)行后會在src同級目錄自動生成 .hprof文件，雙擊打開后可在Biggest Objects中查看哪些類占用較大 在左側(cè)Heap walker中可查看哪行代碼出了問題

GC垃圾回收算法

只在堆中進(jìn)行GC，

引用計數(shù)法（基本不會使用） 復(fù)制算法

from和to區(qū)是隨時變換的，但to區(qū)一定是空的。 將幸存區(qū)from中的對象全部移動到to中。

好處：沒有內(nèi)存的碎片壞處：浪費(fèi)了內(nèi)存空間：永遠(yuǎn)都會有一塊是空的（to區(qū)）。當(dāng)from全部存活時，復(fù)制算法將會造成非常大的浪費(fèi)。使用場景：對象存活度較低的時候（新生區(qū)）

標(biāo)記清除算法 缺點：兩次掃描，嚴(yán)重浪費(fèi)時間，會產(chǎn)生內(nèi)存碎片 有點：不需要額外空間 標(biāo)記整理（標(biāo)記壓縮）

在標(biāo)記清除的步驟中多加了一步掃描：整理

標(biāo)記清除整理（標(biāo)記清除壓縮算法）

在標(biāo)記清除5次后，再進(jìn)行整理

總結(jié)：

內(nèi)存效率（時間復(fù)雜度）：復(fù)制算法 > 標(biāo)記清除算法 > 標(biāo)記整理（壓縮）算法 內(nèi)存整齊度：復(fù)制算法 = 標(biāo)記整理（壓縮）算法 > 標(biāo)記清除算法 內(nèi)存利用率：標(biāo)記清除算法 = 標(biāo)記整理（壓縮）算法 > 復(fù)制算法

沒有最優(yōu)的算法，只有最合適的算法------>GC分代收集算法

GC分代收集算法： 年輕代：存活率低，使用復(fù)制算法 老年代：區(qū)域大、存活率高：標(biāo)記清楚（內(nèi)存碎片不是太多） + 標(biāo)記整理混合實現(xiàn)

輕GC(Minor GC)和重GC(Full GC)

Minor GC

當(dāng)新對象去伊甸園區(qū)(Eden)申請內(nèi)存失敗的時候，就會進(jìn)行Minor GC，對伊甸園區(qū)(Eden)回收非存活對象，而沒有被回收的對象，會進(jìn)入幸存區(qū)(Survivor)，這種GC只發(fā)生在伊甸園區(qū)(Eden)，不會影響到老年區(qū)。因為新對象分配內(nèi)存大部分都在伊甸園區(qū)(Eden)，所以伊甸園區(qū)(Eden)GC比較頻繁。

注意：在GC之后，還存活的對象，進(jìn)入幸存區(qū)(Survivor)，誰空誰是to，可以交換位置，當(dāng)一個對象經(jīng)歷了15次GC（可以配置次數(shù)：-XX:+MaxTenuringThreshold=15），還存活，就進(jìn)入老年區(qū)。

Full GC

清理整個堆，因為Full GC需要對整個堆進(jìn)行回收，所以比Minor GC慢，因為我們要盡可能的減少Full GC的次數(shù)。我們所說的JVM調(diào)優(yōu)，很大一部分就是對Full GC的優(yōu)化。

以下情況會造成 Full GC:

老年區(qū)滿了：年輕區(qū)的對象轉(zhuǎn)入或創(chuàng)建大對象才會滿。 持久區(qū)滿了(jdk7及之前版本) 方法區(qū)滿了(jdk8及之后版本)：系統(tǒng)中要加載的類過多。 System.gc() 被顯示調(diào)用 通過Minor GC后進(jìn)入老年代的平均大小大于老年代的可用內(nèi)存：第一次Minor GC之后，有2MB的對象轉(zhuǎn)入老年區(qū)，然后在下一次Minor GC的時候就會判斷老年區(qū)的空間是否有2MB，如果沒有就進(jìn)行Full GC。

拓展

JMM

什么是JMM Java Memory Model ：Java內(nèi)存模型它干嘛的？ 緩存一致性協(xié)議，用于定義數(shù)據(jù)讀寫的規(guī)則（遵守） JMM中定義了線程工作內(nèi)存與主內(nèi)存之間的抽象關(guān)系：線程之間的共享變量存儲在主內(nèi)存（Main Memory）中，每個線程都有一個私有的本地內(nèi)存（Local Memory）

解決共享對象可見性的問題：volatile

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