这里写自定义目录标题
第2章 内存管理机制
java内存模型
| - | - |
|---|---|
| 堆 | 共享，给实例、数组分配内存。新生代和老年代，分代垃圾回收算法 |
| 方法区 | 共享，存一些类信息、常量、静态变量 |
| 运行时常量池 | 编译期生成的各类字面量和符号引用 |
| 栈 | 虚拟机栈 本地方法栈 |
| 直接内存 | JDK1.4 NIO 用通道和缓冲区直接操作内存，避免在java堆和本地方法堆中来回复制数据 |
定义:
线程私有：各个线程独立的数据，互不影响。如PC
java虚拟机栈：包含1.局部变量表（存放了编译时可以确定的各种数据类型）
对象的创建
- 去常量池查看类信息，有没有加载 解析 初始化
- 已经加载过在堆中的，去Eden代去分配内存
1 如果内存是规整的直接移动指针 （指针碰撞）
2 如果内存有碎片 查看分配表 找到一块足够的区域分配给他（空闲列表） - 由于创建对象是一个非常频繁的事，可能A的指针还没来的及修改B由来修改指针，为了保证线程安全采用CAS和TLAB
- 初始化0值
- 设置对象头：虚拟机对对象设置，如哪个类实例，hash码，对象GC，元数据
- 执行程序员的INIT方法
对象的访问定位
- 句柄池 R-池-地址
- 直接指针 R-地址
第3章 垃圾回收
引用判断方法
- 引用计数法：循环引用问题
- 可达性分析法：栈中对象、方法区静态和常量
4种引用
| - | - |
|---|---|
| 强 | O o=newO（）的 永远不会回收 |
| 软 | 在内存不够的时候才回收 |
| 弱 | 只要有垃圾回收就回收 |
| 虚 | 引用等于没有 |
垃圾回收算法
- 标记-整理：标记然后清除，有碎片
- 复制：把内存分成一半，每次回收把存活对象直接复制到另一半，然后把自己这半清除，用在新生代，因为统计98%的新生代对象都会被回收。80%Eden代，10% 10%surviver空间，回收时把Eden代的内容复制到10%空间中，如果空间不够使用老年代空间做担保。
- 标记-整理：让存活对象向一边移动，用在老年代，因为老年代对象的存活率很高。
- 分代收集法：分成新生代和老年代，分别用复制和标记整理算法。
发起GC：在安全点（主动中断，指令复用的地方如循环）或安全区（一段引用不会发生变化的区域）
垃圾收集器
- serial （OLD）：单线程 简单速度快 ，会stop the world
- parnew：serial的多线程版本
只有上面两种可以与CMS配合使用
- parallel（+OLD 1.6）：可控吞吐量
CMS（重点）concurrent Mark-sweep
- 初始标记： 标记GCROOTS，标记根节点 stop theworld
- 并发标记concurrent：从根节点遍历标记 耗时最长
- 重新标记：重新标记有变动的
- 并发清除：清除
- 缺点：
- 很吃CPU资源，尤其CPU只有1-2个核心时，要吃一半
- 清的过程中还产生垃圾，所以阈值要设68%，如果设置92%，在CMS运行期间 内存无法满足主程序运行需要（垃圾清的太慢了）就是清除失败CMF，只能采用 serial old这样停顿时间就很长了
- 标记清除有碎片
G1（重点）garbage-first1：
- 停顿时间可控，回收步骤类似CMS，宏观标记-整理，region之间标记-复制。
- 把所有堆分成多个region，维护个优先列表，回收价值最大的。
- region不是独立的，一个region的可能引用另一个region的对象，使用remembered set记录对象是否处于不同region中。
内存分配机制：
- 先在新生代分配，如果不够就执行一次minorGC把对象转移到survivor区，如果还不够，就通过担保机制转移到老年代。
- 大对象直接进入老年代。
- 长期存活的对象进入老年代：移动到survivor后年龄设置为1，每经过一次minorGC+1，默认15岁移动到老年代。or相同年龄所有对象的总和超过survivor的一半也移动，无需等到15。
类加载过程：
加载-连接（验证-准备-解析）-初始化
- 加载字节码文件，可以从各个地方加载（本地、网络等）
- 验证 字节码文件是否合法
准备 静态变量==的分配内存初始化值
解析 将符号引用替换为直接引用（字段、方法、接口） - 初始化 《clinit》由父到子执行程序员定义的静态方法
类加载器：放在JVM外部，可以由程序决定怎么加载字节码文件。即使是同一个类，用不同加载器加载，比较起来也不相等，因为比较只有在同一个加载器下才有意义。
双亲委派模型：
如果一个类加载器收到了加载请求，不会自己尝试去加载，委派给父加载器，一直到顶层，只有顶层反馈不能加载时，子加载器才会尝试去加载。
要求自定义类加载器要有自己的父加载器（启动类RT.JAR-扩展类EXT）
目的：保证java最基础的行为，如Object类是同一个类
并发
线程在操作系统中的实现
- 轻量级进程和用户线程混合
- 使用多个轻量管理多个用户线程 或 1个轻量管理1个或多个
好处：可以开很多线程，不受到内核数影响，不易使整个进程阻塞；切换消耗低，不要频繁系统调用。.
线程安全的实现方法：
- 互斥同步（阻塞同步）悲观
信号量，lock临界区unlock。
java中synchronized、reentrantlock实现同步。阻塞和唤醒一个线程需要操作系统来帮忙，由用户态转换到核心态中的时间有可能比用户执行代码的时间还长，是重量级的操作。 - 非阻塞同步
先操作，如果没有其他线程争用共享数据就操作成功；如果有那就不断地重试（冲突检测）。
指令集原子操作CAS（UNSAFE类）：V原值，A预期值，B新值。如果V=A，那么用B更新V，返回旧V值，否则不执行更新。 - 无同步方案
线程本地存储，threadlocal，线程独享变量
锁优化
- 自旋锁和自适应自旋
互斥同步中阻塞引起线程挂起和恢复是要转入内核态完成，对性能影响很大。而自旋就是让等待的线程不放弃自己的执行时间，执行一个忙循环等待别人释放锁。适应性自旋就是如果上次等待成功可以就让他多等几次，如果失败就少等待几次，避免浪费资源。 - 锁消除
虚拟机检测到变量不会被别的线程访问到，就把他当做栈上私有的，消除锁。 - 锁粗化
同一个对象即使没有竞争也连续加锁解锁（如加锁在循环体内），很浪费性能，虚拟机自动扩大他的加锁范围（自动把锁粗话到循环外）。 - 轻量级锁
CAS操作在对象头标记，代表获得锁
先使用cas获取锁对象；如果存在两个以上线程争用同一个锁，则升级为重量级锁，阻塞线程。绝大数锁在同步周期内不存在竞争。 - 偏向锁
如果在第一个获取锁的线程在执行过程中不存在竞争，那就不同步了；否则转为轻量锁
