JVM

JVM结构

java文件，通过javac变成Class.File，加入类加载器Class Loader，与下图交互。

方法区 Method Area

堆 Heap

栈 Stack

本地方法栈 Native Method Stack

栈里不可能存在垃圾(放的是一个指向堆的地址)

垃圾只存在堆中，99%的调优都是调整方法区和堆

类加载器

收到.class文件，进入JVM的Class Loader，加载初始化为CLass的模板，以后声明这个类都是引用这个模板实例成对象。

​ |JVM

​ |

XX.class---|--->Class Loader----（加载，初始化）--->XX Class---（new）--->XX的实例

​ | ^ | ^ |

​ | |---（getClassLoader()方法）---| |---（getClass(方法)）---|

1.虚拟机自带加载器

2.启动类（根）加载器

3.扩展类加载器

4.应用程序加载器

双亲委派机制

当前写程序的位置应用程序加载器：APP

上一级为扩展类加载器：EXC

最上级为根加载器：BOOT

运行一个程序会不断向上查找class

如果该class在BOOT层有，则执行BOOT层class。

如果不在BOOT层，在EXC层找到，则执行EXC层class。

如果前面都没有找到，在APP层找到，则执行APP层class。

如果都找不到，报错Class Not Found。

1.类加载器收到类加载请求

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，直到启动类加载器

3.启动加载器检查是否能加载当前这个类，能加载就结束，使用当前加载器，否则，抛出异常通知子加载器进行加载

4.重复步骤3，如果最后仍未找到，报错Class Not Found

沙箱安全机制

沙箱机制就是将java代码限定在虚拟机JVM特定的运行访问中

沙箱主要限制系统资源访问

沙箱组成

字节码校检器

类装载器（存取构造器、安全管理器、安全软件包）使用双亲委派机制

native关键字

说明java语言达不到了，需要调用底层C语言的库

会进入本地方法栈

调用本地方法本地接口 JNI

JNI作用：扩展java的使用融合不同的编程语言为java所用（最初C，C++）

在内存区域中专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack

在最终执行的时候，加载本地方法库中的方法通过JNI

PC寄存器

程序计数器

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

Method Area 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

栈

栈：先进后出，后进先出

队列：先进先出

三种JVM

Sun公司 HotSpot （使用最多）

BEA公司 JRockit

IBM公司 J9 VM

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，会把类、方法、常量、变量放在堆中，保存所有对象引用的实例。

堆内存中细分三个区域

新生区：伊甸园（Eden Space），幸存区0区（from），幸存区1区（to）

幸存区0区和幸存区1区一直发生动态交换

养老区：养老区（Old）

GC垃圾回收，主要在伊甸园区和养老区

真理：经过研究99%的对象都是临时对象！

永久区：永久存储区（Perm）

这个区域常驻内存的。用了存放JDK自身携带的Class对象。Interface元数据，存储的是java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VM虚拟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。不断的被加载，直到内存满，就会出现OOM（堆内存满了）。

jdk1.6之前：永久代，常量池是在方法区

jdk1.7：永久代，但是慢慢退化了，去永久代，常量池在堆中

jdk1.8：无永久代，常量池在元空间

出现OOM故障

1.尝试扩大内存看结果

2.分析内存看看哪出了问题

内存快照分析工具MAT，JPofiler

Dubug，一行行分析代码

MAT，JPofiler工具的作用：分析Dump内存文件，快速定位内存泄露；获得堆中的数据；获得大的对象……

GC

GC两种类：轻GC（普通GC，针对新生区和幸存区），重GC（全局GC）

堆里的分区（Eden，from，to，老年区）

GC算法

标记清除法

扫描对象，对活着的对象标记

扫描对象，对没有标记的对象清除

优点：不需要额外的空间

缺点：两次扫描，严重浪费时间，会产生内存碎片

标记压缩

对标记清除优化**

扫描对象，对活着的对象标记

扫描对象，对没有标记的对象清除

再次扫描，压缩，防止内存碎片产生，把存活的对象移动

引用计数法

计算被使用的次数，为0的清除，会占用一部分性能，JVM已经不怎么用这个算法了（很low）

复制算法

对幸存区操作，把用的对象放在from区，清空伊甸园区和to区，超过一定引用次数（MaxTenuringThreshold设置进入养老区的次数）会放在养老区

优点：没有内存碎片

缺点：浪费内存空间，多了一半空间永远是空to

最佳使用场景：对象存活度低，所以一般放在新生区用这个算法

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：复杂算法=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

年轻代：存活率低，复制算法

老年代：区域大，存活率，标记清除+标记压缩混合

GC调优，就是调节年轻代和老年代的算法

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）

解决共享内存可见性这个问题：volilate

JMM：抽象的概念，理论

等等……