JVM

JVM相关知识，内存模型，类加载机制，gc等

JVM

• 内存模型
  • 程序计数器
    • 记录当前线程执行程序的位置
  • 方法区
    • JDK8 之前叫做永久代，是一片连续的空间； JDK8 之后不再有永久代，但类的元数据信息还在，只不过不再储存在连续的堆空间上
  • 堆
    • 存放对象实例，可分为两部分：年轻代和老年代，默认比例为1:2。新生代可分为2个Survivor区 和Eden区，默认比例为1:1:8
  • 栈
    • 虚拟机栈
      • 线程私有，生命周期与线程相同。创建线程时就会创建一个 java 虚拟机栈。 执行程序时，每个方法都会创建一个栈帧，其存放在 java 虚拟机栈中，通过压栈出栈的方式进行调用 栈帧分为几个区域：局部变量表，操作数栈，动态连接，方法出口等
    • 本地方法栈
      • 与虚拟机栈作用相似。 是为虚拟机使用到的 Native 方法服务
• 性能调优
  • JVM参数
    • 常见参数设置
      • -Xms 设置堆的最小空间大小 -Xmx 设置堆的最大空间大小 -Xmn 设置年轻代大小 -XX:NewSize 设置新生代最小空间大小 -XX:MaxNewSize 设置新生代最大空间大小 -Xss 设置每个线程的堆栈大小
    • 典型 JVM 参数配置参考
  • 性能分析工具
    • MAT
    • JMC
    • JStack
    • JStat
• 执行模式
  • 解释模式
  • 编译模式
  • 混合模式
• GC
  • 分代回收
    • 年轻代
    • 老年代
    • 持久代
  • 回收器实现
    • 新生代收集器
      • Serial
        • 复制算法（单线程）
      • PraNew
        • 复制算法（多线程）
      • Parallel Scavenge
        • 复制算法（并行回收，高吞吐量，高效利用 cpu ）
    • 老年代收集器
      • Serial Old
        • 标记整理算法
      • Parallel Old
        • 标记整理算法
      • CMS
        • 标记整理算法
    • 回收整个Java堆
      • G1 收集器
        • 标记整理算法（ JDK1.7 后全新的回收器，用于取代 CMS ）
  • 垃圾回收算法
    • 标记清除
    • 复制算法
    • 标记整理
    • 分代收集算法
    • GC Roots
      • 可以作为GC Roots的对象： 1.虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中的引用的对象 2.方法区中的类静态属性引用的对象 3.方法区中的常量引用的对象 4.本地方法栈中JNI的引用的对象
  • 子主题
• 类加载
  • 步骤
    • 加载
      • 将类的 class 文件加载到内存中，并且为之创建一个 java.lang.class 对象。
    • 连接
      • 1 验证：验证类结构，是否和其他类协调一致
      • 2 准备：为类的类变量分配内存，设置默认初始值
      • 3 解析：将类的二进制文件中的符号引用替换为直接引用
    • 初始化
      • 对类变量的初始化
        • 类的初始化顺序
          • 单个类成员加载顺序： 静态变量>静态代码块>普通变量>初始化块>构造器
          • 有父类的类成员初始化顺序： 父类静态变量/父类静态方法块>子类静态变量/子类静态方法块>父类成员变量/方法块>父类构造函数>子类成员变量/方法块>子类构造函数
  • 类加载机制
    • 全盘负责
    • 父类委托
    • 缓存机制
  • 类加载器
    • Bootstrap 根类加载器
      • 负责加载 Java 的核心类比如 rt.jar ，由 jvm 自身实现，不是 java.lang.ClassLoader 的子类
    • Extension类加载器
      • 扩展类加载器，负责加载 jre 的扩展目录
    • System类加载器
      • 系统类加载器，负责加载有 CLASSPATH 环境变量所指定的 jar 包和类路径
    • 自定义类加载器
• 编译器优化
  • 公共子表达式的消除
  • 指令排除
  • 内联
  • 逃逸分析
    • 方法逃逸
    • 线程逃逸
  • 栈上分配
  • 同步消除