jvm学习笔记

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前言

说到jvm，就很容易想到jdk，jre，jvm，众所周知，jre是java运行环境，jdk是java开发工具，而jvm是java虚拟机，是运行java应用，可以跨平台的。

一、jvm的内存结构？

jvm的内存结构，包含了类加载器，字节码执行引擎，运行时数据区。

1.类加载器

类加载器就是从各种渠道把class文件加载到jvm变成class对象的过程。

1.1.双亲委派

双亲委派就是当类加载器接收到类加载的请求的时候，他会委派给父类加载器，让他的搜索范围内搜索，看是否有这个类的信息，如果没有的话，子类加载器在进行搜索加载，为什么会存在双亲委派呢，这个主要因为防止在内存中存在多份一样的字节码。

举个例子：我们创建了java.lang.object这个类，如果没有双亲委派的话，直接把他放在classPath中，内存中就会出现多个这个类，就不能保证类的唯一性。

那么能不能打破双亲委派？
其实是可以的，打破双亲委派的话不进要继承classLoad类，还需要重写findClass和loadClass方法

2.运行时数据区

它主要被分为两块的，线程共享和线程私有，其中线程共享包含了，堆，方法块（元空间），线程私有里存在程序计数器，本地方法栈，虚拟机栈，由这些组成了他的内存结构，那么细说下里面的具体东西

2.1.程序计数器

程序计数器的作为就是用来记录程序在jvm里运行的行数，在把class文件加载到jvm形成java对象的时候，在jvm里每行代码前都会有代码行数，而程序计数器就是记录代码运行到了哪一行，这个记录是由字节码执行引擎进行修改行数。

假如来了一个需要先执行的线程，那么就会把当前的线程挂里，先去执行这个优先级高的线程，等这个线程之行结束后，再来执行这个被挂起的线程，这时候就需要从程序计数器中获取到执行行数来进行继续执行了。

2.2.虚拟机栈

虚拟机战的生命周期其实和线程的生命周期是一样的，它主要存储了变量，在每个线程进来的时候会单独从堆里挖一块内存，每个线程里包含了程序计数器，栈，本地方法栈，在栈里的话，线程里的每个方法都会形成一个栈帧，主要有局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口。当线程开始运行的时候，会把方法里的变量存储在栈帧里面的局部变量表里，在代码运行过程中所执行的一些操作，会存放在操作数栈中，操作数栈也遵循着栈的先进后出原则，执行到这一步的时候，会把当前操作的数据放在操作数栈，等jvm的这行代码执行完，他会出栈进行销毁然后把结果集在放入局部变量表中

2.3.本地方法栈

jvm底层的本地方法栈，不做叙述

2.4.方法区

主要存储常量，类信息，静态变量

2.5.堆

它是jvm里最大的一块内存，主要用于存储对象，它是线程共享的，所以线程不安全。

2.5.1.堆的结构

他的主要结构呢分为了年轻代和老年代，他们的占比为，年轻代为三分之一，老年代为三分之二。
而年轻代里有包含了edan区域和两个survivor区域，占比为8:1:1。

2.5.2.GC过程

这是怎么个运行的过程呢？
当有对象放入堆的时候，会首先进去edan区域，当出现大量的对象，edan区域放不下了之后，就会把对象转移到survivor区域，edan区域就有空间继续存放对象，前面我们说了survivor区域有两个，他们是可以互相跳转的，当survivor区域也满了，就会发生一次minor gc进行垃圾清理回收操作，这里就涉及到了垃圾回收算法。如果说在survivor里的对象他还有用的话，每过一个minor gc，都没背清理掉，每一次过程中，他的年龄就会加一，默认当年龄达到15岁的时候，就会被转移到老年代，进入老年代的情况还有，当有一个大对象的时候，也就是他的内存要求达不到了，会直接进入老年代。当老年代最存放满了之后，会进行full gc，最后内存溢出。
在上面说到垃圾回收算法，主要有标记-清理算法，标记-复制，标记-整理算法。

2.5.3.三色标记

这里会根据三色标记，白灰黑，从gc root开始寻找，默认都是白色，然后根据根节点开始根据指针找有相关联的对象，在找的过程中颜色会变成灰色，当全部找完了之后呢，颜色会变成黑色，然后堆位标记为黑色的全部清除。这是一次gc的过程。
不过在这其中，又牵扯到一个知识点，就是在根据指针寻找的时候，是什么引用，是否可以进行收集，这里引用呢，分为了强引用，软引用，弱引用，虚引用
强引用：默认使用的引用，new出来一个新对象的时候为强引用，在回收的时候有强引用的关系就不会被回收。
软引用：当知存在软引用的关系的时候，如果内存够用，则不会回收，内存不足的情况下会进行回收
弱引用：它有短暂的生命周期，当还没有被扫描到的时候，它存活，北岛秒到了就会被回收
虚引用：它相当于没有引用，随时回收。

2.5.4.垃圾收集器类型

还有当然的 gc的模式可以修改，也就是垃圾收集器的类型
主要有以下几种类型；
1.串行垃圾收集器（serial 收集器）：他的特点是单线程收集器，在运行的时候必定发生stop the word，但是内存消耗小，比较简单，使用标记复制算法
2.并行垃圾收集器（parallel scavange收集器）：他是并发的多线程垃圾收集器，是新生代收集器，目标是达到可控的吞吐量，使用标记复制算法
3.parNew收集器：是seial收集器的多线程版，运行时会发生stop the word，使用标记复制算法
4.serial Old收集器：serial的老年代收集器，使用标记整理算法
5.parallel Old收集器：parallel scavange收集器的老年代收集器
6.cms收集器：主流常用收集器，他的目的以最小的停顿时间的收集器，比较看重响应速度。主要用于老年代，需配合其他收集器一起使用，他使用的是标记清理算法（初始标记-并发标记-重新标记-批量处理），会产生大量的空间碎片
7.G1收集器：主流常用收集器，主要用于大内存几G-几十G，主要用于分部式机器，它是能够准确的控制停顿时间，追求比较稳定的响应时间，它是新生代和来年代都适用的，使用的标记整理算法（初始标记-并发标记-最终标记-筛选标记）

二.什么是对象

1.对象的结构

1. 对象头
   • mark word：存储对象运行时的数据，比如所类型，对象年龄代，hash值，线程持有的锁，线程id等。
   • 数组长度：如果对象不是数组类型的话，则没有这部分。
   • 指针类型：指向元空间类信息的指针，jvm通过它来确定该对象时哪个类的实例。
2. 实例数据
   • 就是对象里的字段和存储的值，包括从父类继承的字段和自身的字段
3. 对齐填充
   • jvm要求对象的其实地址是8的倍数，如果不满8的话会在后面补齐