JVM原理 GC算法
- JVM的位置
- JVM的体系结构
所谓JVM调优就是调 方法区 和 堆
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类加载器
作用：加载 Class 文件
3.1 虚拟机自带的加载器
3.2 启动类（根）加载器
3.3 扩展类加载器
3.4 应用程序加载类
- 双亲委派机制
作用：保证安全
java程序往上找，BOOT( rt.jar 优先执行 ) => EXC => APP，找不到才执行自己的方法
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沙箱安全机制
字节码校验器(bytecode verifier)：确保Java类文件遵循Java语言规范。这样可以帮助Java程序实现内存
保护。但并不是所有的类文件都会经过字节码校验，比如核心类。JRE =
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Native
本地方法栈通过JNI连接本地方法接口，本地方法接口调用本地方法库
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PC寄存器
程序计数器：Program Counter Register
每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向像一条指令的地址， 也即将要执行的指令代码），在执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不计 -
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 static、常量 final、类信息 Class（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 -
栈
main 先执行，最后结束
栈：栈内存,主管程序的运行，生命周期和线程同步
线程结束，栈内存也就是释放，对于栈来说，不存在垃圾回收问题
栈：8大基本类型 + 对象引用 + 实例的方法
栈运行原理：栈帧
栈满了：StackOverFlowError 是错误，不是异常
栈 + 堆 + 方法区：交互关系
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三种JVM
- Sun公司 HotSpot
- Bea公司 JRockit
- IBM公司 J9
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堆 Heap
一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的
类加载器读取了类文件后，把什么放到堆中？类，方法，常量，变量 ~ 保存所有引用类型的真实变量
三个区域：
- 新生区（伊甸园区 Eden，幸存区0区，幸存区1区）
- 养老区
- 永久区
GC垃圾回收，主要是在伊甸园区和养老区
假设内存满了，OOM，堆内存不够
在JDK8以后，永久存储区改了名字（元空间）
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新生区
- 类：诞生和成长的地方，甚至死亡
- 伊甸园区：所有的对象都是在伊甸园区new出来的
- 幸存者区（0, 1）：
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老年区
经过研究，99%的对象都是临时对象
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永久区
这个区域常驻内存的。用来存放JDK自身携带的Class对象。Interface元数据，存储的是ava运行时的一些环境或类信息，这个区域不存在垃圾回收！关闭虚拟机，就会释放这个区域的内存
一个启动类加载了大量的第三方jar包，tomcat部署了太多的应用，大量动态生成的反射类。一旦不断地被加载，知道内存满，就会出现OOM
- jdk 1.6 之前：永久代，常量池在方法区中
- jdk 1.7：永久代，但是慢慢地退化了，去永久代，常量池在堆中
- jdk 1.8 之后：无永久代，常量池在元空间
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堆内存调优
手动调节堆内存
```
OOM之后怎么解决
1.扩大堆内存空间，看结果
-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
2.还不行说明代码有问题，导致内存出问题
```
幸存0区1区，即from区to区
Heap内存 = Young + Old，Metaspace元空间，不在堆里
JVM总内存 = Heap + Metaspace，Metaspace增大后会占用更多空间，导致Heap内存减少，Metaspace大到把Heap空间挤没时，报错OOM
Young满了执行GC，一部分消除，一部分进入Old，Old也满了执行FullGC，一部分消除，一部分进入Metaspace
在一个项目中，突然出现OOM故障，如何排除 ~ 研究为什么出错
+ 能够看到代码第几行出错：内存快照分析工具，MAT（Eclipse），Jprofiler
+ Dubug，一行行分析代码
MAT，Jprofiler 作用：
+ 分析Dump内存文件，快速定位内存泄漏
+ 获得堆中的数据
+ 获得大的对象
+ . . .
IDEA安装插件
官网下载
9.2版本的注册码
如果堆溢出了，丢出文件，可以用JProfiler打开它，查看内存信息，找出问题
一般式
```java
-Xms //设置初始化内存分配大小，默认1/64
-Xmx //设置最大内存分配大小，默认1/4
-XX:+PrintGCDetails //打印GC清理信息
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError //OOM dump，别的错误同理
```
比如这个内存占了89%，这个 ArrayList 肯定有问题啊
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GC 垃圾回收算法
GC的作用区域：堆 和 方法区（属于堆）
- 新生代
- 幸存区（from，to）
- 老年区
GC两种类型：轻GC（普通的GC），重GC（全局GC）
题目：
- JVM的内存模型和分区~详细到每个区放什么？
- 堆里面的分区有哪些? Eden，from，to，老年区，说说他们的特点？
- GC的算法有哪些？标记清除算法，标记整理，复制算法，引用计数法，怎么用的？
- 轻GC和重GC分别在什么时候发生？
引用计数法：太low了，不高效，不常用
**复制算法**：新生代主要用到的算法
幸存的对象来到幸存区时，会选择空的to区，然后把from区的对象复制到to区，from变成空的to区，原来的to区变成from区；这样可以承上启下，不会卡死
每次GC之后，Eden是空的，to是空的，GC15次之后还活着，进入下一阶段，老年区
+ 好处：没有内存的碎片
+ 坏处：浪费了内存空间，一半空间永远是空的
复制算法最佳使用场景：对象存活度较低的时候，新生区~
**标记清除算法**：
+ 优点：不需要额外的空间
+ 缺点：两次扫描，浪费时间，会产生内存碎片
**标记压缩算法**：再优化，解决了内存碎片
+ 缺点：又多一次扫描，还有移动成本
**标记清除压缩**：先标记清除几次，再进行压缩
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GC 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
GC ~ 分代收集算法
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JMM
java memory model ~ java内存模型
作用：缓存一致性协议， 用于定义数据读写的规则（遵守，找到这个规则）。
JMM定义了线程工作内存和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存(Main Memory)中，每个线程都有一个私有的本地内存(Local Memory)
解决共享对象可见性这个问题：volilate，立即改主存，让别人拿到新的数据
JMM：抽象理论信息
volilate关键字：解决一致性的
