JVM探究
JVM的位置
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JVM的体系结构
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类加载器
作用: 加载Class文件
- 根类加载器（bootstrap class loader）: 加载 Java 的核心类
- 扩展类加载器（extensions class loader： 加载lib/ext或者由java.ext.dirs系统属性指定的目录中的JAR包的类
- 系统类(应用程序)加载器（system(application) class loader）：它负责在JVM启动时加载来自Java命令的-classpath选项、java.class.path系统属性，或者CLASSPATH换将变量所指定的JAR包和类路径。
双亲委派机制
从上图中我们就更容易理解了，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。
这种设计有个好处是，如果有人想替换系统级别的类：String.java。篡改它的实现，在这种机制下这些系统的类已经被Bootstrap classLoader加载过了（为什么？因为当一个类需要加载的时候，最先去尝试加载的就是BootstrapClassLoader），所以其他类加载器并没有机会再去加载，从一定程度上防止了危险代码的植入。
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原文链接：https://blog.csdn.net/codeyanbao/article/details/82875064
沙箱安全机制
一种保护机制，了解就够
Native
调用底层C语言的库（JNI接口）。调用native方法，会进入本地方法栈（Native Method Stack），调用本地方法接口（Java Native Interface）。
例子：Class Thread 中有 native Start0() 方法。Class Robot类，大量使用native方法，操作电脑硬件。
作用：扩展Java类的使用，融合不同的编程语言。
Native Method Stack : 内存中专门的一块标记区域，登记natvice方法。主要是硬件相关的。
PC寄存器
程序计数器：Program Counter Register
每个线程都有1个，是线程私有的。就是一个指针，指向方法区的字节码，内存占用，基本忽略不计。
方法区
方法区：Method Area
所有线程共享的。
用于存储已被虚拟机加载的类信息（Class）、常量（final）、类静态变量（Static）、常量池~
在堆中 ，元空间或者永久代。
栈
属于数据结构的一种，这里指的是栈内存：主管程序执行，生命周期和线程同步。线程结束，栈内存也就是释放。 不存在垃圾回收问题
程序 = 数据结构 + 算法 ；
栈 ：先进后出 ， 后进先出；类似桶的结构；队列：相反；
用于存储 8大基本类型+对象引用+实例方法
栈满了：StackOverflowError，注意是错误，虚拟机会停。
栈内部结构图：
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堆
Heap ，一个JVM只有一个堆。
类加载器读取文件后，把 类、方法、常量、变量 放入堆中。堆中保存了真实的对象。
OOM：OutOfMemoryError 堆内存满了；
在JDK1.8版本废弃了永久代，替代的是元空间（MetaSpace），元空间与永久代上类似，都是方法区的实现，他们最大区别是：元空间并不在JVM中，而是使用本地内存。
堆内存调优
堆：默认配置是初始内存是电脑内存的1/64 ， 最大内存是电脑内存的1/4；
JVM调优：依次设置初始化内存、最大内存，打印内存信息
-Xms1024m -Xmx1024m -XX:printGCDetails
内存测试工具：MAT 、 Jprofiler
- 获取Dump文件 , 把JVM内存调小,
- -Xms1m -Xmx8m -XX:+HeapDumpOutOfMemoryError 得到dump文件,位子在项目目录
- 获得堆中数据
- 使用Jprofiler打开 ,找问题 ;找大对象;
类的加载初始化
类的加载初始化：
-
创建类的对象实例需要先加载并初始化该类，main方法所在的类需要先加载和初始化
-
类初始化就是执行方法，对象实例化是执行方法
-
一个子类要初始化需要先初始化父类
-
类的加载机制:如果没有相应类的class，则加载class到方法区。对应着加载->验证->准备->解析–>初始化阶段
-
- 加载：载入class对象，不一定是从class文件获取，可以是jar包，或者动态生成的class
- 验证：校验class字节流是否符合当前jvm规范
- 准备：为 类变量 分配内存并设置变量的初始值( 默认值 )。如果是final修饰的对象则是赋值声明值
- 解析：将常量池的符号引用替换为直接引用
- 初始化：执行类构造器( 注意不是对象构造器 )，为 类变量 赋值，执行静态代码块。jvm会保证子类的执行之前，父类的先执行完毕
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其中验证、准备、解析3个部分称为 连接
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方法由 静态变量赋值代码和静态代码块 组成；先执行类静态变量显示赋值代码，再到静态代码块代码
三种JVM
- Sun公司
HotSpot - BEA
JRockit - IBM
J9 VM
GC
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- 新生代
- 幸存区
- 老年代
GC两种类: 轻GC 与 重GC
轻GC : 主要是新生代 , 偶尔幸存区
重GC :
常用算法:
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标记清除法 ,
优点: 不需要额外的空间
缺点: 两次扫描, 浪费时间 ,会产生碎片
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标记压缩,
优点: 在标记清除法的基础上 , 压缩 , 防止内存碎片的产生.
缺点: 多了一次扫描
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复制算法 ,
- 优点:没有内存的碎片
- 缺点 : 浪费内存空间
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- 引用计数器
每个对象都分配一个计数器 , 被调用1次就记下 . 每次扫描剔除未被调用的.
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GC调优:
-XX: -XX:MaxTenuringThreshold=20 #GC 20次后进入老年代 默认是15
总结:
内存效率：复制算法 > 标记清除法 > 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 > 标记清楚算法
内存利用率：标记压缩算法 = 标记清除法 > 复制算法
JMM内存模型
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什么是JMM ?
Java Memory Model
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有什么用 ? 参考官方 , 博客 , 视频
作用: 缓存一致性协议 , 用于定义数据读写的规则
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中(Main Memory)中 ,每个线程都有自己一个私有的本地内存(Local Memory).
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如何学习
找到问题 , 分析问题 ,解决问题 ,触类旁通