jvm

JAVA虚拟机

零散知识

​ 网络笔记：
​ 狂神：https://www.cnblogs.com/gh110/p/14917326.html

双亲委派模型

​ 类加载器：
​ 用于加载class类，将类加载为对象
​ 加载器有：

虚拟机自带的加载器
启动类（根）加载器 Bootstrap ClassLoader
扩展类加载器 Extention ClassLoader
应用程序加载器 Application ClassLoader 
User ClassLoader 用户自定义类加载器

​ 双亲委派模型：
​ 1.类加载器收到类加载的请求
​ 2.将这个请求向上委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到启动类加载
​ 3.启动加载器检查是否能够加载当前这个类，能加载就结束，使用当前的加载器，否则，抛出异常，适知子加载器进行加载
​ 4.重复步骤3

例子：当一个Hello.class这样的文件要被加载时。不考虑我们自定义类加载器，首先会在AppClassLoader中检查是否加载过，如果有那就无需再加载了。如果没有，那么会拿到父加载器，然后调用父加载器的loadClass方法。父类中同理也会先检查自己是否已经加载过，如果没有再往上。注意这个类似递归的过程，直到到达Bootstrap classLoader之前，都是在检查是否加载过，并不会选择自己去加载。直到BootstrapClassLoader，已经没有父加载器了，这时候开始考虑自己是否能加载了，如果自己无法加载，会下沉到子加载器去加载，一直到最底层，如果没有任何加载器能加载，就会抛出ClassNotFoundException。
作用：
防止重复加载同一个.class。通过委托去向上面问一问，加载过了，就不用再加载一遍。保证数据安全。
保证核心.class不能被篡改。通过委托方式，不会去篡改核心.class，即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同一个.class对象了。不同的加载器加载同一个.class也不是同一个Class对象。这样保证了Class执行安全。

方法区

​ 方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义，简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区 域，此区域属于共享区间;静态变量、常量、类信息(构造方法、接口定义)、运行时的常量池存在方法区中，但是实例变量存在堆内存中，和方法区无关
​ static ，final ，Class ，常量池
​ 字节码文件(class)的存储空间， 每个字节码文件中含有成员变量，成员方法的临时存储
​ 当创建对象时，若是第一次创建，会在方法区内加载类。

栈

​ 栈一般来说可以代表一个线程，在栈中可以放入栈帧，每个栈帧代表一个方法，首先是主线程main方法压入栈中，然后主线程调用方法时
​ 向栈的上方压入调用方法的栈帧，在栈帧中储存着局部变量(在方法内引用的变量)的值,若是引用类型则是指向堆中对应对象的地址值
​ 在方法调用完毕后，对应方法的栈帧会出栈， 最后调用的方法最先出栈，当栈中没用栈帧时，栈就消失，也就是线程结束

堆

​ Heap 堆，一个JVM实例只存在一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。(每个java进程就是一个jvm实例)
​ 类加载器读取了类文件后，需要把类，方法，常变量放到堆内存中，保存所有引用类型的真实信息，以方便执行器执行
​ 堆内存分为三部分：
​ 新生代 Young Generation Space Young/New
​ 老年代 Tenure generation space Old/Tenure
​ 元空间(JDK8前叫永久代 Permanent Space Perm)
​ GC 垃圾回收主要是在新生代和老年代

新生代和老年代

​ 新生代是类诞生，成长，消亡的区域，一个类在这里产生，应用，最后被垃圾回收器收集，结束生命。
​ 在新生代中存在 伊甸区(EDEN Space)和幸存者区(分为0和1区)（Survivor Space），在new对象时，new的对象会进入伊甸区
​ 当伊甸区的内存满时，再new对象会进行垃圾回收(Minor GC)，如果没有被引用的对象会被垃圾回收，仍被引用的会被移入幸存0区和1区
​ 新生代所有区都满了则MinorGC移入老年代，若老年代也满了，那么这个时候将产生MajorGC（Full GC），
​ 进行老年代的内存清理，若老年代执行了Full GC后发现依然无法进行对象的保存，就会产生OOM异常 “OutOfMemoryError ”

持久代

​ 在1.7以前，持久代（又叫方法区）在物理存储上是和堆一起的（堆物理层面包含了，新生、老年、持久）。
​ 但是我们在逻辑上要把方法区和堆分开。方便区分堆和方法区这两个概念。
​ /在JDK8后，取消方法区，新增元空间，把原来方法区的功能进行了拆分，拆分进了堆中和元空间中

实际而言，方法区（Method Area）和堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储虚拟机加载的：类信息+普通常量+静态常量+编译器编译后的代码，虽然JVM规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分，但它却还有一个别名，叫做Non-Heap（非堆），目的就是要和堆分开。

对于HotSpot虚拟机，很多开发者习惯将方法区称之为 “永久代（Parmanent Gen）”，但严格本质上说两者不同，或者说使用永久代实现方法区而已，永久代是方法区（相当于是一个接口interface）的一个实现，Jdk1.7的版本中，已经将原本放在永久代的字符串常量池移走。

常量池（Constant Pool）是方法区的一部分，Class文件除了有类的版本，字段，方法，接口描述信息外，还有一项信息就是常量池，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放！

Dump内存

​ 在运行java程序的时候，有时候想测试运行时占用内存情况，这时候就需要使用测试工具查看了。
​ 在eclipse里面有 Eclipse Memory Analyzer tool(MAT)插件可以测试，而在idea中也有这么一个插件，就是JProfiler，一款性能瓶颈分析工具！

分析Dump文件，快速定位内存泄漏；
获得堆中对象的统计数据
获得对象相互引用的关系
采用树形展现对象间相互引用的情况

GC算法

引用计数法

​ 每个对象有一个引用计数器，当对象被引用一次则计数器加1，当对象引用失效一次，则计数器减1，
​ 对于计数器为0的对象意味着是垃圾对象，可以被GC回收。

复制算法

​ 年轻代中使用的是Minor GC，采用的就是复制算法（Copying）。

Minor GC 会把Eden中的所有活的对象都移到Survivor区域中，如果Survivor区中放不下，那么剩下的活的对象就被移动到Old generation中，也就是说，一旦收集后，Eden就是变成空的了

HotSpot JVM 把年轻代分为了三部分：一个 Eden 区 和 2 个Survivor区（from区 和 to区）。默认比例为 8:1:1，一般情况下，新创建的对象都会被分配到Eden区（一些大对象特殊处理），这些对象经过第一次Minor GC后，如果仍然存活，将会被移到Survivor区，对象在Survivor中每熬过一次Minor GC ， 年龄就会增加1岁，当它的年龄增加到一定程度时，默认是15岁，通过- XX:MaxTenuringThreshold 设定参数）就会被移动到年老代中，因为年轻代中的对象基本上 都是朝生夕死，所以在年轻代的垃圾回收算法使用的是复制算法！复制算法的思想就是将内存分为两块，每次只用其中一块，当这一块内存用完，就将还活着的对象复制到另外一块上面。复制算法不会产 生内存碎片！

在GC开始的时候，对象只会在Eden区和名为 “From” 的Survivor区，Survivor区“TO” 是空的，紧接着进行GC，Eden区中所有存活的对象都会被复制到 “To”，而在 “From” 区中，仍存活的对象会更具他们的年龄值来决定去向。
年龄达到一定值的对象会被移动到老年代中，没有达到阈值的对象会被复制到 “To 区域”，经过这次GC后，Eden区和From区已经被清空，这个时候， “From” 和 “To” 会交换他们的角色， 也就是新的 “To” 就是GC前的“From” ， 新的 “From” 就是上次GC前的 “To”。
不管怎样，都会保证名为To 的Survicor区域是空的。 Minor GC会一直重复这样的过程。直到 To 区 被填满 ，“To” 区被填满之后，会将所有的对象移动到老年代中。
新生代

标记清除

​ 回收时，对需要存活的对象进行标记；

当堆中的有效内存空间被耗尽的时候，就会停止整个程序（也被称为stop the world），然后进行两项工作，第一项则是标记，第二项则是清除。
标记：从引用根节点开始标记所有被引用的对象，标记的过程其实就是遍历所有的GC Roots ，然后将所有GC Roots 可达的对象，标记为存活的对象。
清除： 遍历整个堆，把未标记的对象清除。
缺点：这个算法需要暂停整个应用，会产生内存碎片。两次扫描，严重浪费时间。

标记压缩

在整理压缩阶段，不再对标记的对象作回收，而是通过所有存活对象都像一端移动，然后直接清除边界以外的内存。可以看到，标记的存活对象将会被整理，按照内存地址依次排列，而未被标记的内存会被 清理掉，如此一来，当我们需要给新对象分配内存时，JVM只需要持有一个内存的起始地址即可，这比维护一个空闲列表显然少了许多开销。

标记、整理算法 不仅可以弥补 标记、清除算法当中，内存区域分散的缺点，也消除了复制算法当中，内存减半的高额代价；

分带收集算法

​ jvm中的年轻代和老年代使用不同的gc算法
​ 年轻代存活率低使用复制算法
​ 老年代存活率高使用标记清除+标记压缩算法(先清理几次在压缩一次)

总结

  • 内存效率：复制算法 > 标记清除算法 > 标记压缩算法 （时间复杂度）；
  • 内存整齐度：复制算法 = 标记压缩算法 > 标记清除算法；
  • 内存利用率：标记压缩算法 = 标记清除算法 > 复制算法；

java内存分配

概览

​ 虚拟机内存分区： 1.本地方法栈 2.寄存器 3.栈 4.方法区 5.堆
​ //在JDK7 前 方法区和堆 是连在一起的(在真实的物理内存中也是一块连续的空间)
​ //在JDK8后，取消方法区，新增元空间，把原来方法区的功能进行了拆分，拆分进了堆中和元空间中
​ 栈：方法运行时使用的内存，如main方法运行，进入方法栈中执行
​ 堆：存储对象或数组，new创建的都存储在堆内存中
​ 方法区：存储可以运行的class文件
​ 本地方法栈：JVM在使用操作系统功能时使用，与开发无关
​ 寄存器：给CPU使用，与我们无关

栈

​ 方法运行时进栈，运行完毕出栈，先进后出，后进先出
​ 在方法内所声明的变量会存在于方法中，变量的值分2中，实际类型和引用类型，引用类型的值是一串指向堆中位置的地址值。

堆

​ new出来的对象会在堆内存中开辟空间，并产生地址，以表示其堆内存中的位置 （所产生的地址值是 一串十六进制数据）
​ //会根据方法区内加载的对象 开辟对应的对象空间，并且对象内的方法指向方法区内对应方法的地址值

方法区

​ 字节码文件(class)的存储空间， 每个字节码文件中含有成员变量，成员方法的临时存储
​ 当创建对象时，若是第一次创建，会在方法区内加载类。

posted @ 2025-06-14 00:09  LittleD-  阅读(5)  评论(0)    收藏  举报