JVM

JDK 1.5

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JDK 1.8

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JVM组成

• 类加载器（ClassLoader）
• 运行时数据区（Runtime Data Area）(堆、栈)
• 执行引擎（Execution Engine）c++/C
• 本地库接口（Native Interface）

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线程共享区

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申请空间

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线程非共享区

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对象回收 ---可达性分析

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• 简单来说，将对象及其引用关系看做一张图，选定活动的对象作为GCROOTS;然后跟踪引用链条，如果一个对象和GC Roots之间不可达，也就是不存在引用，那么即可认定为可回收对象。
• GC Root的对象

  • 虚拟机栈中正在引用的对象

  • 本地方法栈中正在引用的对象
    本地方法栈（Native Method Stacks）与 Java 虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的 Native 方法服务。虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。

  • 静态属性引用的对象
    Class Dog {
    private static Object tail;
    }

  • 方法区常量引用的对象
    Class Dog {
    private final Object tail;
    }

• 可以理解为：一个方法执行的时候，会开启一个线程去执行该方法。这个时候就可以当做一个GC Root，它会自动去收集该方法中所有的对象的引用关系，变成一个树结构，当执行完毕就会自动删除GC Root，所有的对象会自动全部释放。

垃圾收集器

新生代老年代 1: 2
老年代：大对象

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• 标记清除算法
  • 最基础的收集算法，分为标记和清除两个阶段，首先标记出需要回收的对象，之后由虚拟机统一回收已标记的对象。
  • 不足：1.效率问题，标记和清除的效率都不高。2. 空间问题，对象被回收之后会产生大量不连续的内存碎片，当需要分配较大对象时，由于找不到合适的空闲内存而不得不再次触发垃圾回收动作。
• 复制算法
  • 将内存划分成大小相等的两部分，每次只使用其中一半，当第一块内存用完了，就把存活的对象复制到另一块内存上。然后清除剩余可回收对象，这样就解决了内存碎片问题。我们只需要异动堆顶指针，按顺序分配内存即可，简单高效。
  • 缺点：1.浪费了一半的内存。2.复制这一工作花费时间。
• 引用计数法
  • 在每个对象中保存该对象的引用计数，当引用发生增减时对计数进行更新。因此可以释放相应的内存空间。

最后采用：将内存划分新生代和老年代。新生代采用复制算法（多划分S0 S1区），老年代采用标记整理法。合称分代整理算法。

• 关于S0 S1区
  • 比例：8：1 : 1（可以调）
  • 一个对象进来，如果大对象，直接进入老年代。正常新生内存块如果找不到合适位置（为了保证连续性），触发GC,会把一些活的对象放在S0区。如果S0去满了，新生代正常内存区存活对象有可能直接放到S1,也有可能把S0的对象放到S1去。如果S0和S1都满了，S1里的对象有可能放到老年代（空间窃取现象）--一整个过程都是活的对象，不是垃圾。

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老年代的标记整理法

• 标记：它的第一个阶段与标记/清除算法是一模一样的，均是遍历GCROOTt,然后将存活的对象标记。

• 整理：移动所有存活的对象，且按照内存地址次序一次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收。

  
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类加载器

分类

• Bootstrap Loader
  • 无应对的Java类，null加载器，加载jre_home/jre/lib目录，或目录配置目录。对应的jdk的核心内库：‘rt.jar’。
• Extension Class Loader
  • 加载jre_home/jre/lib/ex目录，jdk扩展包，或用户配置目录。
• AppClassLoader
  • 负责加载java.class.path指定的目录，用户应用程序classpath或者java命令运行时参数-cp

双亲委派模型（败家子模型）

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• 作用
• 像java.lang.Object这些存放在rt.jar中的类，无论使用哪个类加载器加载，最终都会委派给最顶端的启动类加载器加载，从而使得不同加载器加载的Object类都是同一个。
• 为了避免重复加载，由下到上逐渐委托，由上到下逐级查找。
• 首先不会自己去尝试加载类，而是把这个请求委派给父加载器去完成，每一次层级的加载器都是如此，因此所有的类加载器请求都会传给上层的启动类加载器。
• 只有当父加载器反馈自己无法完成该加载请求时，子加载器才会尝试自己去加载。

引用

• 强引用
  • 最常见，把一个对象赋给一个引用变量。不可能被gc回收
  • 在一个方法的内部有一个强引用，这个引用保存在Java栈中，而真正的引用内容(Object)保存在Java堆中。
  • 当这个方法运行完成后，就会退出方法栈，则引用对象的引用数为0，这个对象会被回收。
  • 但是如果这个strongReference是全局变量时，就需要在不用这个对象时赋值为null，因为强引用不会被垃圾回收。
• 软引用
  • softReference实现。内存足够不回收，内存不足够回收
• 弱引用
  • weakReference实现。只要垃圾回收机制一运行就回收
• 虚引用
  • PhantomReference实现。不能单独使用，必须和引用队列一起。主要用来跟踪垃圾回收的状态

JVM调优

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• 堆内存:
  • -Xms:初始分配
  • -Xmx: 最大
    默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制。
• 非堆内存：
  • -XX:PermSize：初始分配
  • XX:MaxPermSize：最大
• 回收器选择：
  • 串行收集器：只适用于小数据量的情况
  • 并行收集器：吞吐量优先。适用于科学技术和后台处理等
  • 并发收集器：响应时间优先。