深入理解JAVA虚拟机-笔记

一、JVM

　　是整个Java平台的基石，是Java技术用于实现硬件与操作系统无关的关键部分，是保证用户机器免于恶意代码损害的屏障。

　　可以被看做是一台抽象的计算机。 有⾃己的指令集和运行时的内存区域。

　　与Java语⾔言并没有必然的联系。

　　　　只有特定的二进制文件格式-Class文件格式关联。

　　　　毕竟虚拟机其实只是一个程序，比我们写的hello world牛点。

二、JVM的运⾏时内存区域划分

　　语⾔言级别内存划分。

1. 线程私有

1.1. 程序计数器-pc 寄存器

　　每个jvm线程都有⾃己的pc 计数器

　　线程执⾏到的字节码的行号指示器，只要不是native方法， ⽤于执行过程中的循环、跳转、分⽀支、异常处理理线程恢复等。

　　⽣命周期与线程相同

1.2. 虚拟机栈- stack

　　描述的是⽅法执行的内存模型，⽅法的执行过程就是虚拟机栈的入栈与出栈

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　　用于存储局部变量和部分过程结果(些尚未算好的结果)的数据结构。

　　也被用来处理动态链接、方法返回值和异常分派。

　　生命周期与JVM线程相同，⽅法执⾏时都会创建⼀个栈帧。

　　随着⽅法调⽤而创建，随着方法结束(⽆论正常还是异常完成)而销毁。

　　局部变量表和操作数栈都是在编译期确定，在方法的code属性中。

　　1.2.1. 局部变量表

　　　　存放在编译时已经确定的8种基本类型、对象引用等。空间⼤小是确定的，

　　　　在运行期间不会改变。

　　　　⽅法参数和局部变量

　　　　局部变量 没有 初始化阶段，即不会被赋零值。

　　1.2.2.操作数栈

　　　　类似于数据寄存器
　　　　方法开始执行时是空的， 运算过程中会有出栈入栈操作。

1.3. 本地方法栈⽤

　　用来⽀持native⽅法执⾏

　　native关键字说明其修的⽅法是一个原⽣态方法，方法对应的实现不是在当前文件，⽽是在⽤其他语⾔(如C和C++)实现的文件中

2. 线程共享

　　2.1. 方法区

　　　　是堆的一个逻辑部分 虚拟机启动时创建，1.8 已经开始直接使⽤用本地内存，元 空间。

　　　　存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。 类的 版本信息等 字段 方法 接口等。 常量池。- 运⾏行行时常量池。 类、实例例、接口初始化时⽤用 到的特殊方法。

　　　　不严谨的说，包含整个程序永远唯一的元素。

　　2.2. Java 堆 -heap

　　　　可供各个线程共享的运行时内存区域。

　　　　最⼤的⼀块 ⼤小可以是固定的，也可以是动态的。 虚拟机启动时创建 几乎所有对象与数组都在堆上分配。

　　　　可能会划分出多个线程私有的分配缓冲区 TLAB

　　2.3 直接内存

　　　　虚拟机规范外的内存区域，如NIO直接使⽤用的堆外内存。

 

三、内存回收特殊的内存模块-不需回收或回收效率低

　　　　线程私有的的内存:程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈，随着线程生灭，分 配和回收都是确定的。

　　　　永生代，就是前⾯面说的方法区，回收的效率很低。 现已改为 元空间，直接使⽤用的是本地内存。回收的两个内容为:

　　　　1. 废弃常量 没有任何⼈人⽤用

　　　　2. ⽆用的类 条件比较苛刻

　　　　　　1. 该类的所有实例都已经被回收。
　　　　　　2. 加载该类的ClassLoader已经被回收
　　　　　　3. Class对象没有任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类

　　1. 堆内存分代——有针对性的采⽤不同的回收机制，有利 于内存回收

　　　　1.1. 年轻代和⽼年代　　　　　　

　　　　　　1. 年轻代对象朝生夕灭，

　　　　　　　　一般划分是 一个Eden区和两个Survivor区。2. ⽼年代对象历久弥坚

　　　　1.2. 创建对象时的分配

　　　　　　1. 对象优先分配到Eden区，经历一定次数的回收之后，仍然存活的对象进⼊老年代。

　　　　　　2. ⼤对象直接进⼊⽼年代

　　2. 内存回收

　　　　　　2.1. GC 分类 - 何时回收

　　　　　　　　1. Minor GC 发生在新生代的内存回收

　　　　　　　　　　当jvm无法为一个新的对象分配内存空间时会触发Minor GC，⽐如当Eden区满了，或者内存不连续。

　　　　　　　　2. Full GC 发生在⽼年代的回收

　　　　　　　　　　如果⽼年代没有⾜够空间，就会进行一次Full GC 对新生代和⽼年代都进行GC

　　　　　　2.2. 哪些对象可以回收

　　　　　　　　2.2.1. 引⽤用计数算法

　　　　　　　　　　为对象添加引⽤用计数器，每个引⽤用计数+1，引⽤用失效，计数-1.会有循环引⽤用.

　　　　　　　　2.2.2. 可达性分析

　　　　　　　　　　通过一系列列的 GC Roots 对象作为起始点，搜索所⾛走过的路路径称为引⽤用链。

　　　　　　　　　　当一个对象没被引⽤用的时候，就判定为可回收对象。

　　　　　　　　　　　　GC Roots:

　　　　　　　　　　　　　　1. 虚拟机栈中引⽤用的对象
　　　　　　　　　　　　　　2. 方法区中类静态属性引⽤用的对象

　　　　　　　　　　　　　　3. 方法区中常量引⽤用的对象
　　　　　　　　　　　　　　4. 本地方法栈中引⽤用的对象

　　3. 如何回收 - 回收算法介绍

　　　　3.1 年年轻代回收算法

　　　　　　　　3.1.1 标记-清除

　　　　　　　　　　标记出所有需要回收的对象

　　　　　　　　　　统一回收所有被标记的对象

　　　　　　　　　　不⾜:

　　　　　　　　　　　　效率，标记和回收的效率都不高

　　　　　　　　　　　　空间，会产生大量的离散的内存碎片

　　　　　　　　3.1.2 复制　　

　　　　　　　　　　空间换效率 新生代基本都采⽤用这种算法。

　　　　　　　　　　将还存活的对象复制到另一块内存上，其他的一次性清理掉。Eden和2 个 Survivor

　　　　　　　　　　HotSpot 默认是 8:1:1
　　　　　　　　　　如果 10% 不够放置存活的对象，则直接进入老年代。

　　　　3.2 ⽼年代算法

　　　　　　3.2.1 标记-整理

　　　　　　　　⽼年代，一般就是对象存活率比较高。 ⽼而弥坚。

　　　　　　　　与标记清理类似，但是不清理，而是让存活的对象移动到一端，