JVM

什么是JVM

   JVM是java virtual mechine 的缩写，是在真实的计算机基础上模拟计算机的各种功能的一种实现，JVM的本身对于计算机而言也是一个程序。
   Java的跨平台性其实是依赖JVM，也就是在任何计算机平台安装JVM，就可以执行java的字节码文件，达到了"一处编译,处处运行"。

JVM的组成部分

JVM由五部分组成：堆、栈：(虚拟机栈、本地方法栈)、方法区、程序计数器。

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堆：根据对象的声明周期不同，划分不一样的区域：新生代、老年代、永久代(1.8之后被元空间取代)。新生代存放的一些朝生夕死的对象，老年代存放一些大对象或者多次GC后还存在的对象，永久代存放一些类信息、常量、静态变量等数据。这样划分的目的，是为了更好的回收内存，对于一些需要频繁回收，声明周期短的对象，放在新生代中。

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其中Eden区和From Survivor区、To Survivor区比例8:1:1，GC开始时对象只会存在Eden和From区，To区是空的。GC进行时，Eden区存活的对象会被复制到To区，From区会根据对象的年龄来决定去向，默认15，超过会将From区移到老年代，否则移到To 区。 接着会将Eden和From 区清空，然后将To 区域的对象重新复制到新的From区域。其中如果To区没有足够的空间来保存上次新生代存活下的对象时，有老年代担保将这些对象放在老年代中。

虚拟机栈：是用于描述java方法执行的内存模型。每个方法在执行的时候都会创建一个栈帧，栈帧的组成：局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口。每个方法执行的过程就是一个压栈和出栈的过程。

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每个线程有独自的虚拟机栈，线程之间隔离。若单个线程请求栈的深度大于虚拟机允许的深度，会抛出StackOverFlowError。

本地方法栈 ：本地方法栈于虚拟机栈类似，不同的是调用的native方法。

方法区：类的信息、常量、静态变量等信息，1.7开始，字符串常量池移到java heap中，1.8 开始元空间取代永久代。方法区只是一种规范，一开始HotSpot只是用永久代来实现方法区，能够省去这块内存回收的逻辑。但是永久代受-XX：MaxPermize大小限制，会出现OOM。

程序计数器：较小的一块空间，主要是记录程序执行字节码的行号指示器。对于Java的多线程而言，是通过切换分配处理器执行时间来实现的，所以为了线程切换后能够恢复到正确的位置，每条线程都有一个程序计数器。

垃圾收集器和内存分配策略

  对于Java来说，程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈这些是伴随着线程一块销毁，而堆和方法区是需要回收的，针对这块内存JVM如何分配，如何收入，下面就来一块看下。

  首先，先搞明白这三个问题：

• 哪些内存需要回收？
• 什么时候回收？
• 如何回收

1. 哪些内存需要回收？
     堆和方法区，最主要的就是堆，每次GC就会回收堆里70%-80%左右内存。堆里主要存放的就是对象和常量池，所以先要判断哪些对象和方法区是可以回收的。
   判断对象已死的方式：

• 引用计数法
  如果对象被引用+1，引用失效-1，当值为0时对象可回收，这种方式的缺陷在于如果两个对象互相引用，比如： a=b; b=a; a=null; b=null; 这时对象引用不为0，事实上a，b两个对象都可以回收的。

• 可达性算法分析
  以“GC Root” 为起点，往下如果引用链中没有该对象，则回收该对象，即使被finalize的对象，也是有可能逃离回收的命运，真正的回收是需要经过两次标记，当第一次finalize的时候，会将对象发在F-Queue队列中，会对队列再次执行finalize这时对象如果被引用就会逃离被回收的命运。

  
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GC Root的对象：虚拟机栈的局部变量表的所有对象；方法区静态属性的所有对象；方法区常量的所有对象；Native方法的所有对象。

• 引用类型：强、弱、软、虚
  只是用做标记对象的状态，强引用：抛出OOM也不会回收 ；弱引用：在抛出OOM之前会尝试回收弱引用的对用，多用于图片和网站缓存；软引用：存活在下次GC之前；虚引用：没有实际应用场景，随时可以被回收。

2. 什么时候回收？
     对象在被标记不可达对象时，也不会立即被回收，回收的动作是发生在对象分配空间不足时，才会真正的执行回收动作。

3. 如何回收？
     针对不同代回收的机制不同，新生代都是朝生夕死的对象使用的是复制算法，将Eden区和From区没有被回收的区域复制到To区，然后将Eden和From清空，在将To区的对象复制到From区。
     老年代的回收方式，对于一些大对象考虑内存的问题，适用标记清除和标记整理。

工具和相关参数配置

java自带的命令

• jps 列出虚拟机进程
• jstat 虚拟机监视信息统计工具
• jmap java某个进程所有对象的信息
• jstack java堆栈跟踪工具
  图形化工具 jconsole

参数配置

打印trace信息

参数	描述
-XX:+PrintGC或者-verbose:gc	打印GC日志
-XX:+PrintGCDetails	GC详细日志
-XX:+PrintGCTimeStamps	gc的时间戳
-Xloggc:/log/gc.log	gc文件的目录
-XX:+PrintHeapAtGC	打印GC前后堆的日志
-XX:TraceClassLoading	监控类的加载

堆的分配参数
堆的内存= 年轻代+老年代+永久代
永久代固定值64m，年轻代建议占3/8。

参数	描述
-Xmx，-Xms	堆的最大值和最小值，开发过程中经常配置为一样的，是为了GC后不需要重新分配造成资源浪费

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError、-XX:+HeapDumpPath
查看系统dump的时候发生什么，导出OOM的路径。