深入理解JVM

JAVA内存模型

运行时数据区域，JVM在执行JAVA程序是将其所管理的内存划分为不同的数据区域

程序计数器，线程私有

记录当前线程执行字节码的行号，多线程切换后能够正确的恢复到程序执行的位置

虚拟机栈 ，线程私有，生命周期与线程相同

虚拟机栈描述的是JAVA方法执行的内存模型

方法执行时会创建一个栈帧的数据结构，栈帧存储了局部变量表（方法的参数，方法中的局部变量），操作栈，动态链接，方法出口等信息

方法的执行过程就是栈帧进栈和出栈的过程

本地方法栈，与虚拟机栈功能类似，为本地方法服务

Java堆区（Heap）  线程共享的

虚拟机管理的最大一块区域 

用来存放对象实例

也是垃圾收集器主要工作的区域   按照内存回收的角度又分为

                        新生代（Eden ，survivor） 经验性 死亡率高达97%需老年代提供担保  用少量存活对象的复制代价完成清理

                        老年代   存活率高 用  标记-清除   或   标记-整理算法  为新生代提供担保空间，一旦存活对象survivor无法容纳直接进入老年代 

方法区 线程共有的

主要用来存放类信息 ，静态变量 ，常量

内存回收目标有两个；类型的卸载   常量池的回收

    运行时常量池 ：用来存放 字面量 ，符号引用 。

对象是否存活？

引用计数法：为对象添加一个计数器，对象每被引用一次计数器加一，当一个引用失效计数器减一，当计数器为0时说明对象不可用

缺点：无法解决循环引用的问题 A.S=B ,B.S=A  python用次算法

可达性分析算法（跟搜索算法）

通过一系列的‘’GC Roots‘’ 的对象向下搜索 搜索走过的路径称为引用链 若对象到GC Roots没有任何引用链时 对象就是不可用的

可作为GC Roots 的对象

                           方法区的静态变量，常量 引用的对象

                           虚拟机栈 局部变量表中引用的对象

                           本地方法栈 中本地方法引用的对象

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标记-清除算法

首先标记出所有要回收的对象，标记完成后统一清理所用被标记的对象

缺点：产生大量的空间碎片，分配大对象是无法找到足够的连续内存

标记-整理算法

让所有存活的对象移动到内存的一端，清理掉边界外的内存。

复制算法 

将新生代分为一块Eden区 和两块Survivor区域（8：1：1），每次使用Eden区和一块Survivor区，回收时将存活的对象复制到另一块Survivor区

最后清理掉Eden区，和Survivor区。

利用了新生代的朝生夕死的特性，付出少量的存活对象的复制代价完成清理 ，需要老年代担保

分代收集算法：根据对象存活周期不同分为 新生代，老年代

垃圾收集器

serial收集器

单线程收集垃圾，用户线程 STOP THE WORD

优点：无线程交互的开销 ，专心做垃圾收集工作

ParNew收集器 多线程版serial   

Parallel Scavenge收集器（吞吐量）

吞吐量=用户线程时间 / CPU总消耗时间  适合后台运算不需要太多交互的任务

CMS 垃圾收集器（Concurrent Mask Sweep）最短停顿时间 重视服务的响应速度

1 初始标记  快速扫描GC Roots直接引用的对象  需要STOP THE WORD

2 并发标记  与用户线程并行 

3 重新标记  STOP THE WORD 标记那些并发标记因用户线程改变的对象引用

4 并发清理  

缺点：标记-清除算法 产生空间碎片   

            并发清理时产生的垃圾无法进行收集，产生浮动垃圾

             并发标记与用户线程并行效率不高

G1 垃圾收集器（Garbage first）

致力于非常精确的控制停顿

G1将堆内存划分为多个大小固定的独立区域（Region），并跟踪每块区域的垃圾堆积程度，计算垃圾回收价值（回收需要的时间，回收获得的空间）在后台维护一个优先表，根据每次允许的收集时间来优先回收价值最大的区域。

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对象优先分配在Eden区 

大对象直接进入老年代，避免在Eden区和Srvivor区发生大量内存拷贝

长期存活的对象进入老年代，对象每熬过一次minor GC年龄+1 增加到15晋升老年代

动态年龄划分：在Survivor空间中所有相同年龄的所有对象大小大于Survivor的一半，大于等于与该年龄的对象进入老年代

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类加载机制

加载  

通过类的权限名获取次类的二进制字节流，将字节流代表的静态储存结构转换为方法区的运行时数据结构

在java堆生成java.lang.Class对象作为方法区这些数据的访问入口

 连接   分为三个阶段（验证，准备，解析）

验证是连接的第一个阶段

1文件格式验证 字节流是否满足Class文件要求 ，

2元数据验证（父类是否继承final修饰的类，不是抽象类是否实现了父类或接口的全部方法）

3字节码验证

4符号引用验证

准备

准备阶段是正式为类变量分配内存（方法区）并设置初始值（零值）的阶段，

解析

符号引用（用符号描述所引用的目标）变成直接引用（直接指向对象的指针或句柄）

 初始化

执行java代码

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双亲委派模型

两个类是否相等，不仅要求是同一个Class文件还必须是一个类加载器加载的

如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会尝试自己去加载这个类，而是把这个请求委托给父类去完成，因此所有类加载的请求都应该传送到顶层的启动类加载器，只有当父类反馈自己无法完成这个加载请求（他的搜索范围没有找到这个类）时子类加载器才会自己去尝试加载这个类。