JVM原理 GC演算法
- JVM的位置
- JVM的體系結構
所謂JVM調優就是調 方法區 和 堆
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類載入器
作用：載入 Class 檔案
3.1 虛擬機器自帶的載入器
3.2 啟動類（根）載入器
3.3 擴充套件類載入器
3.4 應用程式載入類
- 雙親委派機制
作用：保證安全
java程式往上找，BOOT( rt.jar 優先執行 ) => EXC => APP，找不到才執行自己的方法
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沙箱安全機制
位元組碼校驗器(bytecode verifier)：確保Java類檔案遵循Java語言規範。這樣可以幫助Java程式實現記憶體
保護。但並不是所有的類檔案都會經過位元組碼校驗，比如核心類。JRE = { 類載入器 => 位元組碼校驗器 => 直譯器 }
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Native
本地方法棧通過JNI連線本地方法介面，本地方法介面呼叫本地方法庫
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PC暫存器
程式計數器：Program Counter Register
每個執行緒都有一個程式計數器，是執行緒私有的，就是一個指標，指向方法區中的方法位元組碼（用來儲存指向像一條指令的地址， 也即將要執行的指令程式碼），在執行引擎讀取下一條指令，是一個非常小的記憶體空間，幾乎可以忽略不計 -
方法區
方法區是被所有執行緒共享，所有欄位和方法位元組碼，以及一些特殊方法，如建構函式，介面程式碼也在此定義，簡單說，所有定義的方法的資訊都儲存在該區域，此區域屬於共享區間
靜態變數 static、常量 final、類資訊 Class（構造方法、介面定義）、執行時的 常量池 存在方法區中，但是例項變數存在堆記憶體中，和方法區無關 -
棧
main 先執行，最後結束
棧：棧記憶體,主管程式的執行，生命週期和執行緒同步
執行緒結束，棧記憶體也就是釋放，對於棧來說，不存在垃圾回收問題
棧：8大基本型別 + 物件引用 + 例項的方法
棧執行原理：棧幀
棧滿了：StackOverFlowError 是錯誤，不是異常
棧 + 堆 + 方法區：互動關係
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三種JVM
- Sun公司 HotSpot
- Bea公司 JRockit
- IBM公司 J9
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堆 Heap
一個JVM只有一個堆記憶體，堆記憶體的大小是可以調節的
類載入器讀取了類檔案後，把什麼放到堆中？類，方法，常量，變數 ~ 儲存所有引用型別的真實變數
三個區域：
- 新生區（伊甸園區 Eden，倖存區0區，倖存區1區）
- 養老區
- 永久區
GC垃圾回收，主要是在伊甸園區和養老區
假設記憶體滿了，OOM，堆記憶體不夠
在JDK8以後，永久儲存區改了名字（元空間）
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新生區
- 類：誕生和成長的地方，甚至死亡
- 伊甸園區：所有的物件都是在伊甸園區new出來的
- 倖存者區（0, 1）：
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老年區
經過研究，99%的物件都是臨時物件
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永久區
這個區域常駐記憶體的。用來存放JDK自身攜帶的Class物件。Interface元資料，儲存的是ava執行時的一些環境或類資訊，這個區域不存在垃圾回收！關閉虛擬機器，就會釋放這個區域的記憶體
一個啟動類載入了大量的第三方jar包，tomcat部署了太多的應用，大量動態生成的反射類。一旦不斷地被載入，知道記憶體滿，就會出現OOM
- jdk 1.6 之前：永久代，常量池在方法區中
- 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 之後：無永久代，常量池在元空間
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堆記憶體調優
手動調節堆記憶體
```
OOM之後怎麼解決
1.擴大堆記憶體空間，看結果
-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
2.還不行說明程式碼有問題，導致記憶體出問題
```
倖存0區1區，即from區to區
Heap記憶體 = Young + Old，Metaspace元空間，不在堆裡
JVM總記憶體 = Heap + Metaspace，Metaspace增大後會佔用更多空間，導致Heap記憶體減少，Metaspace大到把Heap空間擠沒時，報錯OOM
Young滿了執行GC，一部分消除，一部分進入Old，Old也滿了執行FullGC，一部分消除，一部分進入Metaspace
在一個專案中，突然出現OOM故障，如何排除 ~ 研究為什麼出錯
+ 能夠看到程式碼第幾行出錯：記憶體快照分析工具，MAT（Eclipse），Jprofiler
+ Dubug，一行行分析程式碼
MAT，Jprofiler 作用：
+ 分析Dump記憶體檔案，快速定位記憶體洩漏
+ 獲得堆中的資料
+ 獲得大的物件
+ . . .
IDEA安裝外掛
官網下載
9.2版本的註冊碼
如果堆溢位了，丟出檔案，可以用JProfiler開啟它，檢視記憶體資訊，找出問題
一般式
```java
-Xms //設定初始化記憶體分配大小，預設1/64
-Xmx //設定最大記憶體分配大小，預設1/4
-XX:+PrintGCDetails //列印GC清理資訊
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError //OOM dump，別的錯誤同理
```
比如這個記憶體佔了89%，這個 ArrayList 肯定有問題啊
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GC 垃圾回收演算法
GC的作用區域：堆 和 方法區（屬於堆）
- 新生代
- 倖存區（from，to）
- 老年區
GC兩種型別：輕GC（普通的GC），重GC（全域性GC）
題目：
- JVM的記憶體模型和分割槽~詳細到每個區放什麼？
- 堆裡面的分割槽有哪些? Eden，from，to，老年區，說說他們的特點？
- GC的演算法有哪些？標記清除演算法，標記整理，複製演算法，引用計數法，怎麼用的？
- 輕GC和重GC分別在什麼時候發生？
引用計數法：太low了，不高效，不常用
**複製演算法**：新生代主要用到的演算法
倖存的物件來到倖存區時，會選擇空的to區，然後把from區的物件複製到to區，from變成空的to區，原來的to區變成from區；這樣可以承上啟下，不會卡死
每次GC之後，Eden是空的，to是空的，GC15次之後還活著，進入下一階段，老年區
+ 好處：沒有記憶體的碎片
+ 壞處：浪費了記憶體空間，一半空間永遠是空的
複製演算法最佳使用場景：物件存活度較低的時候，新生區~
**標記清除演算法**：
+ 優點：不需要額外的空間
+ 缺點：兩次掃描，浪費時間，會產生記憶體碎片
**標記壓縮演算法**：再優化，解決了記憶體碎片
+ 缺點：又多一次掃描，還有移動成本
**標記清除壓縮**：先標記清除幾次，再進行壓縮
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GC 總結
記憶體效率：複製演算法 > 標記清除演算法 > 標記壓縮演算法（時間複雜度）
記憶體整齊度：複製演算法 = 標記壓縮演算法 > 標記清除演算法
記憶體利用率：標記壓縮演算法 = 標記清除演算法 > 複製演算法
GC ~ 分代收集演算法
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JMM
java memory model ~ java記憶體模型
作用：快取一致性協議， 用於定義資料讀寫的規則（遵守，找到這個規則）。
JMM定義了執行緒工作記憶體和主記憶體之間的抽象關係：執行緒之間的共享變數儲存在主記憶體(Main Memory)中，每個執行緒都有一個私有的本地記憶體(Local Memory)
解決共享物件可見性這個問題：volilate，立即改主存，讓別人拿到新的資料
JMM：抽象理論資訊
volilate關鍵字：解決一致性的