JAVA与JVM

JVM（JAVA虚拟机）

虚拟机分为栈和堆：

• 堆：
  回收：堆是由GC来负责回收的。
  存储类型：主要存储对象、静态成员变量随类的类型一起存储在对上。
  存储大小：堆是动态生成内存大小。
  存储周期：生存期无需通知编译器。
  存取效率：存取慢。

• （线程）栈：
  回收：线程执行完自动回收。
  存储类型：栈中主要存储基本类型变量（小写的int等类型）、调用栈和本地变量。数据共享。
  存储大小：生成数据大小确定。
  存储周期：生存期确定。
  存取效率：存取快。

Tips：1、如果两个线程（中的本地变量）调用了同一个对象，那么他们都会拥有这个变量的私有拷贝。

2. 在web环境中，Tomcat启动会占用一个线程，而用户每次访问API，Tomcat会额外创建一个线程。

JMM（JAVA内存模型）

JMM是指JVM对于内存是如何操作的一个规范。

1. JMM规定了一个线程何时如何看到修改后共享变量的值，以及在必须时，如何同步的访问共享变量。它要求调用栈和本地变量存放在线程栈上，对象存放在堆上，线程间的通信必须要经过主内存。它定义了8个基础操作。

操作规则

1. 一个变量在同一时刻，只允许一条线程对其执行Lock操作，而该线程可以对该变量执行n次Lock，如果需要unlock，则同样需要执行n次。
2. 如果一个变量执行了锁（包括synchronized和Lock等）操作，那么他会清空工作内存中的值，在执行引擎使用此变量之前，需要重新执行load或者assign来初始化值。
3. 若一个变量没有被lock，则不允许执行unlock。也不允许执行其他线程的unlock。
4. 在执行解锁操作之前，必须先把该值同步回主内存。
5. read和load操作，可以不连续执行，但必须先后执行。同理于store和write操作。

classloader（类加载机制）

1. 类加载的方式

• 显式：通过Class.forName("XXX")来加载；
• 隐式：通过new来隐式调用classLoader到JVM；

在类的加载过程中，所有类都是从父类采用 双亲委派原则 加载过去的（而不是直接去加载这个类的）。有三个最基本的父类加载器Bootstrap class loader（所有类的父类加载器，包括后面两个）、extension class loader、application class loader。

Bootstrap class loader：加载基本的jdk包。
extension class loader：加载第三方jar包。
application class loader：加载应用程序和用户自定义类。
双亲委派原则：

其工作流程为：

1. 从已经加载过的类中查找是否加载过此类，若加载过则直接返回；
2. 若未加载，则委托父类加载器去加载，层层委托，直到最顶层的父类；
3. 若所有的父类加载器都不能加载该类时，由当前类自己加载，并放入自己的缓存中。

采用这种形式的加载，主要是基于安全，避免两个同名的类加载冲突。

GC（回收机制）

什么是GC

GC即垃圾回收。对于程序中不可达的引用或者变量等进行资源回收。

GC的常用算法

1. 计数法
所有的变量从一出生就被标记了使用次数，出生标记起始数字start，在该线程中，每一次使用会记录次数+1，每一次用完会减1，若最后减为end（变量达到死亡的数值），回收该变量。
优点：使用简单，每个对象分配一个计数器。
缺点：对于循环或递归效果很差。
2. 标记-清除法
停止所有工作，标记扫描过的活跃的对象，然后将没有标记的清除掉。
优点：可以解决循环问题。
缺点：1 所有都要停止；2 当对象很多时，效率不高；3 造成内存碎片。

Tips：内存碎片，即内存中断断续续存在的部分。每个一段会有一段内存，这样会导致申请大对象时，无法申请。

3. 复制法
开辟两块空间，某一时刻只有一个空间活跃，当活跃的空间快满时，将活跃空间里的活对象移动到不活跃的空间中，此时不活跃的空间升为活跃。较于标记-清除法来说以空间换时间。

优点：1 不用停止；2 只扫描活对象；3 没有碎片化。
缺点：1 空间开销大；2 复制开销。

4. 标记-整理法
该方法时汲取于清理法和复制法。首先扫描所有活跃的对象，并标记所有活跃的对象，然后清除未标记的对象，并将活跃的的对象复制到堆得底部。

优点：1 不用停止；2 只扫描活对象；3 没有碎片化；4 没有空间开销。
缺点：1 复制开销。

JAVA与GC

java中的GC没有指定的用法，有可能以上都用到。
java中还存有一种方法分代收集法。针对于指定的区域进行回收。可以缩小收集范围，一块一块收。涉及到的GC有：
Minor GC：也叫young GC。
作用范围：年轻代空间（Eden和Survivor区域）
算法：标记-整理法。
触发条件：1 young gen满了
2 要分配的对象大于剩余空间；
Major GC：也叫old GC。
作用范围：老年代。
触发条件：1 old gen满了
Full GC：包含Minor GC和Major GC。
作用范围：整个堆——年轻代和老年代。
触发条件：1 如果young GC的平均晋升大小比old gen的剩余大小大

内存泄漏和内存溢出

内存泄漏：memory leak。是指堆内存由于某种原因，无法释放或未释放，造成系统资源的浪费。
内存溢出：即OOM（OutOfMemory）。程序在申请内存时，没有空间供其使用，或已申请的内存小于要使用的内存。

优化

一般设置Xmx和Xms一样。
Xss为每个线程的大小。默认为1M。在相同物理内 存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，经验值在3000~5000左右。
Xmn大小推荐为整个堆的3/8。
参考：常用 JVM 命令参数。
设置JVM参数，查看堆大小。

JMM参考：https://www.jianshu.com/p/be923a7beb2c。

参考：https://blog.csdn.net/lzxadsl/article/details/50159939。