jvm

 

 类装载器就是寻找类的字节码文件，并构造出类在JVM内部表示的对象组件。在Java中，类装载器把一个类装入JVM中，要经过以下步骤：

     (1) 装载：查找和导入Class文件；

     (2) 链接：把类的二进制数据合并到JRE中；

        (a)校验：检查载入Class文件数据的正确性；

        (b)准备：给类的静态变量分配存储空间；

        (c)解析：将符号引用转成直接引用；

     (3) 初始化：对类的静态变量，静态代码块执行初始化操作

按照Java虚拟机规范的规定，JVM自动管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域。

 　　　

　方法区

　　方法区（Method Area）是用于存储类结构信息的地方，包括常量池、静态变量、构造函数等类型信息，类型信息是由类加载器在类加载时从类文件中提取出来的。

　　方法区同样存在垃圾收集，因为用户通过自定义加载器加载的一些类同样会成为垃圾，JVM会回收一个未被引用类所占的空间，以使方法区的空间达到最小。

　　方法区中还存在着常量池，常量池包含着一些常量和符号引用（加载类的连接阶段中的解析过程会将符号引用转换为直接引用）。

　　方法区是线程共享的。

　堆

　　堆（heap）是存储java实例或者对象的地方，是GC的主要区域，同样是线程共享的内存区域。

　栈　　

　　栈中包含两个部分   虚拟机栈和本地方法栈

　　每个线程都拥有一个栈空间，在调用方法的时候产生一个栈帧（存放局部变量）

　　本地方法栈（Native Method Stack）和虚拟机栈的作用相似，不过虚拟机栈是为Java方法服务的，而本地方法栈是为Native方法服务的。

四种引用类型的概念

Java 中有四种引用：强引用、软引用、弱引用、虚引用； 其主要区别在于垃圾回收时是否进行回收：

强引用 StrongReference

如果一个对象具有强引用，那么垃圾回收器绝对不会回收它，当内存不足时宁愿抛出 OOM 错误，使得程序异常停止。

Object object = new Object(); 即是一个强引用。

软引用 SoftReference

如果一个对象只具有软引用，那么垃圾回收器在内存充足的时候不会回收它，而在内存不足时会回收这些对象。软引用对象被回收后，Java 虚拟机会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

弱引用 WeakReference

如果一个对象只具有弱引用，那么垃圾回收器在扫描到该对象时，无论内存充足与否，都会回收该对象的内存。与软引用相同，弱引用对象被回收后，Java 虚拟机会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

虚引用 PhantomReference

虚引用并不决定对象生命周期，如果一个对象只具有虚引用，那么它和没有任何引用一样，任何时候都可能被回收。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。与软引用和弱引用不同的是，虚引用必须关联一个引用队列。

当垃圾回收器准备回收一个对象之前，如果发现它还具有虚引用，就会在对象回收前把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。程序可以通过判断引用队列中是否加入了虚引用，来了解被引用的对象是否将要被回收，那么就可以在其被回收之前采取必要的行动。

垃圾回收算法

　　如何确定是垃圾：

             1.引用计数:有一个引用指向该对象就加一，什么时候值为0了，它就是垃圾。这种方法是不可行了，会有循环引用的问题

             2.正向可达:从roots对象开始，计算追踪可以到达的对象，那么不可到达的对象就被视为垃圾。

　　1 标记-清除算法(Mark-Sweep)

　　　　最基础的垃圾回收算法，分为两个阶段，标注和清除。标记阶段标记出所有需要回收的对象，清除阶段回收被标记的对象所占用的空间。如图：

从图中我们就可以发现，该算法最大的问题是内存碎片化严重，后续可能发生大对象不能找到可利用空间的问题。

2  复制算法(Copying)

为了解决Mark-Sweep算法内存碎片化的缺陷而被提出的算法。按内存容量将内存划分为等大小的两块。每次只使用其中一块，当这一块内存满后将尚存活的对象复制到另一块上去，把已使用的内存清掉，如图：

 

 这种算法虽然实现简单，内存效率高，不易产生碎片，但是最大的问题是可用内存被压缩到了原本的一半。且存活对象增多的话，Copying算法的效率会大大降低。内存浪费

3  标记-整理算法(Mark-Compact)

结合了以上两个算法，为了避免缺陷而提出。标记阶段和Mark-Sweep算法相同，标记后不是清理对象，而是将存活对象移向内存的一端。然后清除端边界外的对象。如图：

 

用在老年代中，效率相比coping有所下降

4. 分代收集算法(Generational Collection)

分代收集法是目前大部分JVM所采用的方法，其核心思想是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。

一般情况   新生代  存活对象少   采用Copping算法

　　　　  老年代  垃圾较少  采用标记-整理算法(Mark-Compact)

 

 典型的垃圾收集器

垃圾收集算法是垃圾收集器的理论基础，而垃圾收集器就是其具体实现。下面介绍HotSpot虚拟机提供的几种垃圾收集器。

1. Serial/Serial Old

最古老的收集器，是一个单线程收集器，用它进行垃圾回收时，必须暂停所有用户线程。Serial是针对新生代的收集器，采用Copying算法；而Serial Old是针对老生代的收集器，采用Mark-Compact算法。优点是简单高效，缺点是需要暂停用户线程。

2. ParNew

Seral/Serial Old的多线程版本，使用多个线程进行垃圾收集。

3. Parallel Scavenge

新生代的并行收集器，回收期间不需要暂停其他线程，采用Copying算法。该收集器与前两个收集器不同，主要为了达到一个可控的吞吐量。

4. Parallel Old

Parallel Scavenge的老生代版本，采用Mark-Compact算法和多线程。

5. CMS

Current Mark Sweep收集器是一种以最小回收时间停顿为目标的并发回收器，因而采用Mark-Sweep算法。

6. G1

G1(Garbage First)收集器技术的前沿成果，是面向服务端的收集器，能充分利用CPU和多核环境。是一款并行与并发收集器，它能够建立可预测的停顿时间模型。

并发（concurrency）和并行（parallellism）是：

1. 解释一：并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生；而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔发生。
2. 解释二：并行是在不同实体上的多个事件，并发是在同一实体上的多个事件。
3. 解释三：在一台处理器上“同时”处理多个任务，在多台处理器上同时处理多个任务。如hadoop分布式集群

常见配置汇总

1. 堆设置
   • -Xms:初始堆大小
   • -Xmx:最大堆大小
   • -XX:NewSize=n:设置年轻代大小
   • -XX:NewRatio=n:设置年轻代和年老代的比值。如:为3，表示年轻代与年老代比值为1：3，年轻代占整个年轻代年老代和的1/4
   • -XX:SurvivorRatio=n:年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一个Survivor区占整个年轻代的1/5
   • -XX:MaxPermSize=n:设置持久代大小
2. 收集器设置
   • -XX:+UseSerialGC:设置串行收集器
   • -XX:+UseParallelGC:设置并行收集器
   • -XX:+UseParalledlOldGC:设置并行年老代收集器
   • -XX:+UseConcMarkSweepGC:设置并发收集器
3. 垃圾回收统计信息
   • -XX:+PrintGC
   • -XX:+PrintGCDetails
   • -XX:+PrintGCTimeStamps
   • -Xloggc:filename
4. 并行收集器设置
   • -XX:ParallelGCThreads=n:设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
   • -XX:MaxGCPauseMillis=n:设置并行收集最大暂停时间
   • -XX:GCTimeRatio=n:设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n)
5. 并发收集器设置
   • -XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单CPU情况。
   • -XX:ParallelGCThreads=n:设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。并行收集线程数。