JVM 学习总结

内存区域

1. 程序计数器
   • 线程私有，每个线程都有一个
   • 较小
   • 表示当前线程执行的字节码的指示器
2. 栈
   • 线程私有
   • 存储局部变量表，操作数栈，动态连接，方法出口等信息

   • 栈异常

     • 请求栈深度大于虚拟机允许的深度，抛出StackOverflowError
     • 如果扩展栈的长度时,没有足够的内存了，也会抛出OutOfMemoryError
3. 本地方法栈
   • 类似与栈
4. Java 堆
   • 线程共享

   • 区域

     1. 新生代 （Eden， Survivor1， Survivor2）
     2. 老年代
5. 方法区
   • 线程共享
   • 类静态变量 & 运行时常量池
6. 直接内存
   • NIO 使用, 如果堆分配的太大，导致没有机器内存分配给直接内存，也会抛OOM

内存分配

1. java通过 空闲列表，标记哪些内存配分配了，哪些空闲
2. 通过CAS保证原子性更新
3. 部分使用本地线程分配缓冲（TLAB）, 即每个线程预先分配一块内存

对象的内存布局

1. 对象头

   Hash码， GC信息，锁相关的信息
   类型指针，指向class的指针

2. 实际数据

3. 对象填充

   因为HotSpot VM的内存管理系统要求对象的地址必须是8字节的正式倍，所以起一个占位符的作用

对象的访问定位

1. 通过句柄

   句柄维护堆中实际指针的位置, GC的时候，只需改变句柄中的指针就好了

2. 直接指针

   直接指向堆中的Object， 好处是速度更快

垃圾收集器

1. 一般都是使用的可达性分析算法
   从GC ROOT 节点向下搜索
2. 不同引用的区别
   • 强引用
     只要引用还在，就不能被GC
   • 软引用 SofeReference
     在系统OOM之前，会对这些对象进行回收
   • 弱引用 WeakReference
     生存到下一次GC之前
   • 虚引用
     唯一目的就是能就是在对象被垃圾回收的时候收到一个系统通知
3. 算法
   • 标记-清除
   • 标记-整理
   • 复制
   • 分代收集
4. 安全点
   只有到达了安全点，才能停顿下来GC
5. 垃圾收集器
   • 新生代
     1. Serial 单线程收集
     2. Parnew 多线程收集
     3. Paralled Scavenge 收集器
        与Parnew的区别：
        • 自适应调节
        • 目的是达到一个可控制的吞吐量（CMS更关注减少停顿时间）
          • 停顿时间短是更适合与用户交互的程序，提升用户体验
          • 高吞吐量是为了高效利用CPU时间，适合后台运算
   • 老年代
     1. Serial Old 单线程收集
     2. Parallel Old 多线程收集（Paralled Scavenge收集器的老年版本）
     3. CMS
        • 只能与Serial 和 Parnew 新生代配和
        • 流程
          • 先Stop world, 标记GC ROOT 连接的Object
          • 然后恢复用户线程，同时并发GC线程开始标记
          • Stop world， 重新标记，把用户线程修改过的Object重新标记一遍
          • 恢复用户线程，并发清理Object
        • 缺点
          • 对CPU资源比较敏感
          • 无法处理浮动垃圾(用户线程并行时产生的垃圾)， 而且需要预留一部分给空间给用户线程使用
          • 空间碎片

JVM 相关工具

1. jps
   列出正在运行的虚拟机线程
2. jstat
   jvm统计信息监视工具，可以查看各堆的状况，gc情况，类装载的情况
3. jinfo
   查看jvm的各种配置
4. jmap
   dump 堆快照
5. jhat
   堆快照的分析工具
6. jstack
   堆栈的跟踪工具

JVM调优思路

1. 由于自动扩展堆导致慢
   将 -Xms(最小) -Xmx(最大) 设置成一样，可以避免堆自动扩展

2. -XX: +HeapDumpOnOutOfMemoryError

   可以在出现OOM的时候dump当前快照

3. 方法区或者常量池溢出
   比如String存的太多，或者class类型很多
   -XX:PermSize , -XX:MaxSize 限制方法区的大小
4. 直接内存溢出
   直接内存只会在老年代full gc的时候，顺便清理。
5. 临时变量多还是老年代多，可以调新生代老年代比例
   -XX:SurvivorRatio
6. 分配超大堆的问题
   • full gc的时间会较长， 所以一般如果是高性能硬件，一般采用多个虚拟机来利用硬件资源
7. 等待的线程和Socket连接很多也会导致虚拟机崩溃

类加载

1. 双亲委派模型
   • Bootstrap ClassLoader
     jdk的一些jar
   • Extensions ClassLoader
     加载java的扩展库（jre/ext/*.jar路径下的内容
   • Application ClassLoader classpath 加载，java应用都是由他完成加载
2. 过程
   • 加载
     文件，网络，或者自定义都可以(动态代理，cglib)
     注意：
     - 通过子类引用父类的静态字段，不会导致子类初始化
     - 通过数组定义来引用类，不会出发类的初始化
     - 常量在编译过程中，会存入调用类的常量池中，因此不会出发定义常量类的初始化。
   • 验证
     验证class对不对
   • 准备
     分配内存空间(方法区)
   • 解析
     虚拟机常量池内的符号引用替换为直接引用
   • 初始化
3. 热部署原理
   • 在类加载器中，java类只能被加载一次
   • 所以销毁该自定义ClassLoader，然后更新更新class类文件，再创建新的ClassLoader去加载更新后的class类文件

其他 ：

1. HotSpot VM 是范围最广的JVM