JVM基础探究

JVM探究

• 请你谈谈你对JVM的理解？java8虚拟机和之前的变化更新？
• 什么是OOM，什么是栈溢出StackOverFlowError？怎么分析？
• JVM的常用调优参数有哪些？
• 内存 快照如何抓取，怎么分析Dump文件？
• 谈谈JVM中，你对类加载器的认识？

1. JVM的位置

   

2. JVM的体系结构

   

   

   

3. 类加载器

   1. 虚拟机自带的加载器

   2. 启动类加载器（根加载器）rt.jar包

   3. 扩展类加载器 /lib/ext，父类加载器为null。null的原因是java访问不到，因为java的基层是用C、C++写的。

   4. 应用程序加载器 ，父加载器为扩展类加载器

      

4. 双亲委派机制

即用一个类时，会向上委托，一直到根加载器，若找到就用根加载器中的类，找不到就抛出异常，在子类即扩展类加载器中找，找到就用，找不到就再向下，层层递进，直到找到，若最后都没找到就抛出一个ClassNotFound。

5. 沙箱安全机制

6. Native

   1. 凡是带了native关键字的，表名java作用范围达不到了，需要调用底层C语言库。会进入本地方法栈，调用本地方法接口（JNI）

   2. JNI的作用是扩展java的使用，融合不同的语言为java使用。最初是融合C和C++。

   3. java诞生的时候C和C++横行，想要立足，必须调用C和C++程序，因此，在内存中专门开辟了一块标记区域：Native Method Area，登记native方法，最终在执行的时候通过JNI加载本地方法库中的方法

7. PC寄存器

   程序计数器：每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向一条指令的地址，也即将要执行的指令代码），再执行引擎读向下一条指令，是一个非常小的空间，几乎可以忽略不计。

8. 方法区（Method Area）

   方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义，简单说，所有定义方法的信息都保存在该区域，该区域属于共享区间。

   静态方法、常量、类信息（构造函数，接口定义），运行时的常量池存在方法区中，但是实例变量存在堆内存中，和方法区无关。

   static、final、Class、常量池

9. 栈

   栈：先进后出（桶）

   队列：先进先出（FIFO）

   栈内存，主要负责程序的运行，生命周期和线程同步，线程结束，栈也就释放内存，对于栈来说不存在垃圾回收。

   栈：8大基本类型+对象引用+实例的方法

   栈满了：StackOverflowError

10. 三种JVM

    • sun公司的Hotspot

    • BEA： JRockit

    • IBM： J9 Vm

11. 堆（Heap）

    • 一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。

    类加载器读取了类文件后，一般会把什么东西放到堆中？类、方法、常量、变量~，保存引用类型的真是对象；

    • 新生区（伊甸园区）Young/New

    • 养老区 Old

    • 永久区

      

      • 说明：一般垃圾回收回收新生区的伊甸园区，而经历了垃圾回收没有被回收的就会进入幸存区（幸存0区和幸存1区也是不断交换的而不是固定的）。而在幸存区定了一个次数（例30次），若在经历30次的垃圾回收后，就会进入老年区。一般GC垃圾回收发生在伊甸园区和老年区。

      • 堆内存满了：OOM

      • JDK8以后，永久区改名为元空间

12. 新生区、老年区

    新生区：

    • 类：诞生和成长的地方，甚至死亡
    • 伊甸园：所有的对象都是在伊甸园区new出来的
    • 幸存者去（0,1）

    ​ 过程：假设伊甸园区有10个空间，当伊甸园区满了之后，就会触发一次轻GC，将没有引用的对象回收，而还有引用的对象就会进入幸存者区，当幸存者区也满了之后，就会触发一次重GC，将伊甸园区和幸存者区都清一遍，幸存下来的进入老年区，当老年区经历多次重GC后也满了，就会出现OOM。

    经研究：99%对象都是临时对象

13. 永久区

    这个区域常驻内存的，用来存放Java自带的Class对象，Interface元数据。存储的都是Java运行时的一些环境或类信息，一般不存在垃圾回收，在关闭JVM的时候就会释放这个区域的内存。

    永久区什么时候会崩掉呢？

    一个启动类，加载了大量的第三方jar包。Tomcat部署了太多的应用。大量动态生成的反射类。这些不断的被加载，指导内存满，就会出现OOM。

    

14. 堆内存调优

    -Xms：设置初始化内存大小，默认1/4

    -Xmx：设置最大分配内存,默认1/64

    -Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetailse：打印GC垃圾回收信息

    -Xms1m -Xmx8m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError：OOM的Dump

15. GC

    

    GC垃圾回收并不是对这三个统一回收，GC垃圾回收发生在新生代与老年代，其中大部分在新生代。

    • 新生代
    • 幸存区（from,to)
    • 老年区

    GC两种回收：轻GC（普通的GC），重GC（全局的GC）

    GC题目：

    • JVM的内存模型和分区，详细到每个区放什么？

    • 堆里面的分区有哪些？Eden，from，to,老年区，说说他们的特点。

    • GC的算法有哪些？标记清除法，标记压缩，复制算法，引用计数器，怎么用的？

      引用计数法：

      

      计数器进行计数，对象C被引用0次，所以会被清除出去。

      复制算法：

      复制算法就是将幸存区中一个里面的数据复制到另一个里面，这时，空的那个就变成to区。这个算法是为了保证to区永远干净。

      

      

      • 好处：没有内存碎片
      • 缺点：浪费了内存空间。永远有一半空间是空的（to区）

      复制算法的最佳使用场景：对象存活度较低的时候。

    • 标记清除算法

      对内存中的对象进行扫描，对存活的对象进行标记，然后将没有标记的对象进行清除。

      优点：不需要额外的空间

      缺点：两次扫描，浪费时间，且会产生内存碎片。

    • 标记压缩（也称标记清除压缩）

      在标记清除的基础上，再次扫描，向一端移动存活对象。但多了一个移动成本。

    • 轻GC和重GC分别在什么时候发生？

    总结：

    内存效率：复制算法>标记清除算法>标记清除压缩算法（时间复杂度）

    内存整齐度：复制算法=标记压缩算法>标记清除算法

    内存利用率：标记压缩算法=标记清除算法>复制算法

    年轻代：

    • 存活率低
    • 复制算法

    老年代：

    • 标记清除

16. JMM（Java Memory Model：Java内存模型）

    1. 什么是JMM

    2. 它干嘛的？（官方、其他人的博客、对应的视频）

       作用：缓存一致性协议，用于定义数据读写规则。（遵守，找到这个规则）

    3. 它该如何学习？