JVM理论知识总结

矫情吗；* 2022-01-22 11:53 282阅读 0赞

# 是什么？ #

Java Virtual Machine Java虚拟机。

# 内存模型 #

基于线程安全提出的。

Java Memory Model,JMM。屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异。

Java内存模型规定了所有的变量都存储在主内存中，每条线程还要自己的工作内存，线程的工作内存中保存了被该线程使用到的变量的主内存副本拷贝。线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间变量值的传递均需要通过主存来完成。

![image.png][]

# 内存结构？ #

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pbmdtZW5nYmFieQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

程序计数器：存放当前线程字节码指令地址，当线程切换后可以回到正确的位置。

虚拟机栈：需要的数据，指令，要返回的地址，可以类比一个方法，需要的数据就是行参，指令就会逻辑代码，返回地址就是返回值。

本地方法栈：为执行本地方法服务的。

方法区：常量  静态变量 类信息

堆：对象

metaspace就是java8中方法区（永久代）的实现

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pbmdtZW5nYmFieQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

# 什么时候回收？  #

1。执行system.gc()手动调用gc方法的时候

2。堆区空间不足的时候，分为新生代空间不足触发minor gc，老年代空间不足触发full gc

# 哪些内存需要回收？ #

gc回收的是方法区和堆区。线程公有，其他三个都是线程私有，随线程终止而消失。

当一个对象通过引用计数法计数器为0或者可达性分析不可达的时候就需要进行回收。

## 引用计数法： ##

给一个对象添加一个引用计数器。每次有一个地方引用时，计数器加1，当失去引用时计数器减1。当计数器为0时说明对象不再使用。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pbmdtZW5nYmFieQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

此时A->B B->A，A和B互相引用计数器都为1，都不能被回收。

public class Test{
    
        Object object1 = new Object(); //计数为1
        Object object2 = new Object(); //计数为1
        object1.ref = object2; //计数为2
        object2.ref = object1; //计数为2
        object1 = null; //计数为1
        object2 = null; //计数为2
    }

## 可达性分析法： ##

通过一系列的根节点向下搜索，走过的路径被称为引用链，当一个对象到根节点没有任何一个引用链时，对象不可用。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pbmdtZW5nYmFieQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

解决了引用计数法的问题，但是不可达不一定会立刻回收，finalize方法会返回一次，重新建立引用连接。上图ABC都会回收。

什么样的对象会成为根节点呢？

类加载器 常量 static成员变量

# 怎么回收？ #

## 垃圾回收算法 ##

理论

### 标记清除 ###

先标记可回收的对象，然后进行回收，产生碎片。

### 复制 ###

先把内存分成大小相同的两块，每次只使用其中的一块，当这一块内存用完了，就将还存活的对象复制到另一块上面，然后把已使用过的内存空间一次清理掉，效率高，空间利用率不高，因为每次都只使用其中的一块内存。

### 标记整理 ###

将所有存活的对象都向一端移动。没有内存碎片，时间长。

### 分代回收 ###

yong区采用复制算法

old区采用标记清除或者标记整理算法

### 分区回收 ###

把内存分成等份的区域，每个小空间可以单独使用，细粒度划分可以单独回收，减少了FullGC发生的频率。

## 垃圾收集器 ##

进行垃圾回收。

### Parallel Collector 并行收集器 ###

不能一边进行垃圾回收一边工作，关注吞吐量

并行说的是可以有多个线程同时执行垃圾回收，此时用户线程等待。吞吐量高（用户线程时间/用户线程时间+垃圾回收时间），用户线程时间执行的时间长。

### CMS Collector 并发收集器 ###

关注响应时间，并发。

垃圾回收线程和用户工作线程可以同时执行，用户工作线程的时间短，响应时间短。

### G1收集器 ###

分区算法

垃圾区搭配使用

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# JVM运行流程 #

java里面最小的单元是线程。

一个类要运行的时候首先经过class编译成字节码文件，类加载，连接，扔到JVM（运行时数据区）进行初始化，使用，卸载。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pbmdtZW5nYmFieQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

# JVM基本结构 #

类加载器， 执行引擎， 运行时数据区，本地接口 ，本地方法库

# 类加载过程  #

jvm把class文件加载到内存，并对数据进行校验，解析和初始化，最终形成jvm可以直接使用的java类型。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pbmdtZW5nYmFieQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

加载：通过ClassLoader加载class文件字节码，生成Class对象

链接：分为校验，转备和解析（不是必须的）。

验证：检查加载的class的正确性和安全性

准备：为类变量分配存储空间并设置类变量初始值

解析：JVM将常量池中的符号引用转换为直接引用

初始化：执行类变量赋值（用static修饰的变量）和静态代码块（static方法）

# 类加载器 #

在类加载成class对象的时候起作用。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pbmdtZW5nYmFieQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

类名.class.classloader打印当前的加载器

## 启动加载器 ##

BootStrap Classloader  主要加载  rt.jar

## 扩展类加载器 ##

Extension Classloader extends classloader 加载  java/home/lib/ext\*.jar

## 应用类加载器 ##

App Classloader extends Classloader 加载 classpath中的类库

## 自定义类加载器 ##

extends classloader 完全自定义加载路径

这四种类加载器从上到下是父子关系,但是不是继承关系，是组合关系，就是成员变量。在自类加载器里有父类的变量就是组合关系。

## 双亲委派模型 ##

loadclass （从classloader中查看源码）

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![20190606151055389.png][]

parent是类变量，这里体现的不是继承关系。

类加载之前先查询是否被加载过，如果有则返回，否则为null，往下执行。当parent！=null 的时候调用父类的loadclass（）方法查询是否被加载过一直反复执行这个方法，当时启动类加载器BootStrap Classloader的时候parent= null,查询启动类加载器是否加载过这个类，如果没有在启动类加载器里寻找是否有这个类文件如果还是没有，到下面的if（c==null）在扩展，应用类加载器里查找是否有这个类文件，此时还没有就调用子类自己写的findclass方法，表面是findclass()，实际上真正加载的是defineclass()这个方法。

# JVM锁分类 #

偏向锁

轻量级锁

重量级锁

自旋锁

[image.png]: /images/20220122/5f1b8a7cbdda47ec8a1b002aa0fb818b.png
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