虚拟机JVM

虚拟机

1、定义
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jvm 假想计算机 运行在操作系统之上 和硬件之间没有直接交互
包括 一套字节码指令、寄存器、栈、垃圾回收、堆 一个存储方法域
jvm:承担一个翻译工作，动态的将java代码编译成操作系统可以识别的机器码。
从软件层面屏蔽了不同操作系统在底层硬件与指令上的区别
jre:java 运行时环境 提供类库

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类加载机制：7步

加载-验证-准备-解析-初始化-使用-卸载
加载：通过全限定类名来获取定义此类的二进制字节流/
          将字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构
验证：验证文件等格式
准备：变量字符开辟空间
解析：解析引用关系
初始化：赋值
启动类加载器 bootstrap ClassLoader c++ lib包 虚拟机能够识别的类库
扩展类加载器 exe lib/ext 能够被java使用
应用类加载器 appcation classpath 用户类路径 应用 的三方类库
不是继承关系 组合关系
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运行时数据区
执行引擎
2、java代码执行：
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javac编译为.class文件
classLoader装载class
解释执行 编译执行class文件

3、内存管理
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3.1结构
共享：
堆：创建的对象和数组都保存在堆内存中 采用分代收集算法
方法区：永久代，用于存储被jvm加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。
私有：栈、本地方法栈、程序计数器
栈：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（用来存储数据和部分过程结果的数据结构），用来存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息，
每一个方法从调用直至执行完成的过程，就应对着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

运行时数据区

栈：
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filo:first in last out
和方法调用相关
反汇编 javap -c math.class
局部变量表 istore_1 赋值
操作数栈 :iconst_1，iload(加载值)，bipush(操作结果压栈)
动态链接：符号引用 方法区和栈之间（方法名称、类名都是一些符号）
方法出口：栈帧和栈帧之间 方法执行完回到主方法的栈位置

`

程序计数器

`私有，记录程序运行行数位置，因为java是多线程运行，可能当前线程运行一半，过来一个比当前线优先执行的线程，这样当前线程挂起，执行另一个线程，执行完后继续从当前虔诚的位置执行当前线程。字节码执行器动态修改

堆

调优工具
jmap jstack arthas(*阿里巴巴)
stw:为了防止对象变量从垃圾和非垃圾之间来回切换
动态年龄判断机制 ：如果对象大小大于s区百分之50，直接挪到老年代
内存比值
3.2内存分配 new Object
首选TLAB:（Thread Local Allocation Buffer）线程本地分配缓冲区

https://zhuanlan.zhihu.com/p/393972460
堆上分配（可能存在多线程安全问题）
new Object() 在堆内存中开辟一块内存空间，多线程并发在堆中开辟空间存在安全问题，但
加锁又会影响性能
所以就引出了 TLAB
new 对象会在堆中的eden区进行分配，分配结束后会进行一次yong gc ，如果对象没有被回收，存活年龄加1，达到15次，才会晋升到老年代，TLAB在eden区分配出私有的TLAB,并发创建也就不需要加锁了，如果分配的TLAB被用完，就会在公用的Eden区分配内存空间，所以堆区严格上说并不是线程共享。

栈上分配

垃圾回收
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1、如何区分垃圾
引用计数法
可达性分析法：将gc roots对象作为起点，向下搜索引用的对象，找到的都标记为非垃圾对象
gcRoots 根节点：线程的本地变量、静态变量、本地方法栈的变量等
2、回收算法
1、标记清除法 碎片化严重
2、复制算法 解决碎片化 但效率低
3、标记整理算法 标记好不清楚 将存活的对象移动到内存的一端 然后清除端边界外的对象
4、常用的分代收集算法
核心思想：根据对象存活的不同生命周期将内存划分为不同的域
一般情况下将 GC 堆划分为老生代(Tenured/Old Generation)和新生代(Young
Generation)。老生代的特点是每次垃圾回收时只有少量对象需要被回收，新生代的特点是每次垃圾回收时都有大量垃圾需要被回收，因此可以根据不同区域选择不同的算法
新生代：复制算法
老年代 ：标记复制算法
方法区的永生区 存储class类、常量方法 主要回收废弃的常量无用的类
5、分区收集算法
分为连续的不同小区间 每个小区间独立使用 独立回收

垃圾回收器
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1、Serial 连续垃圾回收器（单线程、复制算法）
他工作其余的工作线程暂停 效率高，所以仍然是java虚拟机运行在client模式下默认的新生代垃圾回收器
2、ParNew 垃圾回收器（Serial+多线程 复制算法）
也需要暂停所有工作线程
ParNew垃圾收集器是很多 java虚拟机运行在 Server 模式下新生代的默认垃圾收集器
3、Parallel Scavenge 收集器（多线程复制算法、高效）
平行清除
它重点关注的是程序达到一个可控制的吞吐量（Thoughput，CPU 用于运行用户代码
的时间/CPU 总消耗时间，即吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间)），高吞吐量可以最高效率地利用 CPU 时间，尽快地完成程序的运算任务，主要适用于在后台运算而不需要太多交互的任务。自适应调节策略也是 ParallelScavenge 收集器与 ParNew 收集器的一个重要区别
4、Serial Old 单线程标记整理算法
是serial 老年代版本 使用标记整理算法 默认老年代client的收集器
在 Server 模式下，主要有两个用途：

1. 在 JDK1.5 之前版本中与新生代的 Parallel Scavenge 收集器搭配使用。
2. 作为年老代中使用 CMS 收集器的后备垃圾收集方案。
   5、parallel Old收集器 多线程标记标记整理算法
   是parallel Scavenge 的老年代版本 1.6之后提供的
   两者搭配保障吞吐量
   6、CMS 收集器 多线程标记清除算法
   Concurrent mark sweep 老年代垃圾收集器
   7、G1收集器 多线程标记整理算法

java引用
强引用 把一个对象赋给一个引用变量，这个引用变量就是强引用，它处于可达状态不可能被回的 所以强引用是造成java内存泄漏的主要原因之一