JVM的理解（垃圾回收算法和类加载过程）

秒速五厘米 2024-03-27 11:07 29阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*   *  1、JVM的位置
     *  2、JVM的体系结构
     *  3、JVM组件
     *   *  3.1、类加载器（加载class文件）
         *   *  3.1.1、类加载器的执行步骤
         *  3.2、PC寄存器
         *  3.3、方法区
         *  3.4、栈
         *  3.5、堆
     *  4、GC算法
     *   *  4.1、引用计数法
         *  4.2、复制算法
         *   *  1、模型
             *  2、原理图
         *  4.3、标记清除
         *  4.4、标记压缩
         *  总结：

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### 1、JVM的位置 ###

![image-20230131214816199][]

### 2、JVM的体系结构 ###

![在这里插入图片描述][3540e58eaa394130875f9658089eaed9.png]

### 3、JVM组件 ###

#### 3.1、类加载器（加载class文件） ####

类是模板 对象是具体的

![image-20230131155917503][]

**1、虚拟机自带的加载器**

**2、启动类（根）加载器（java程序获取不到，rt.jar）——BOOT**

**3、扩展类加载器(\\jre\\lib\\ext)——EXC**

**4、应用程序加载器()——App**

**5、双亲委派机制**

##### 3.1.1、类加载器的执行步骤 #####

1、类加载器收到类加载的请求

2、将这个请求向上委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到到启动类加载器

3、启动类加载器检查是否能够加载当前这个类，能加载就结束，使用当前的加载器，否则，抛出异常，通知子类加载器进行加载

4、重复步骤3

如果都找不到的话，就会报Class Not Found

null：java调用不到 C、C++

**总结**：

*  APP–>EXC–>BOOT(最终执行)
 *  BOOT EXC APP

**Native关键字的作用**

![image-20230131165230648][]

#### 3.2、PC寄存器 ####

程序计数器，是线程私有的，就是一个指针。

寄存器：最快的存储区, 由编译器根据需求进行分配,我们在程序中无法控制。

#### 3.3、方法区 ####

static、final、Class、常量池

#### 3.4、栈 ####

栈：栈内存，主管程序的运行，生命周期和线程同步；

线程结束，栈内存也就是释放，对于栈来说，不存在垃圾回收问题

一旦线程结束，栈就Over！

栈：8大基本类型+对象引用+实例的方法

栈运行原理：栈帧

栈满：StackOverflowError

![image-20230131172620230][]

#### 3.5、堆 ####

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，保存我们所有引用类型的真实对象；

堆内存中还要细分为三个区域：

*  新生区（伊甸园区）
 *  养老区 old
 *  永久区 Perm

![image-20230131174340891][]

**GC垃圾回收**主要是在伊甸园区和养老区

OOM堆内存不够

![image-20230131182255702][]

元空间逻辑上存在：物理上不存在

**发生OOM**：

1、尝试扩大堆内存结果

2、分析内存，看一下哪个地方出现了问题。

**GC垃圾回收**

JVM在进行GC时，并不是对这三个区域统一回收，大部分时候，回收都是新生代

*  Eden
 *  幸存区
 *  老年区

GC两种类：轻GC（普通的GC），重GC（全局GC）

GC题目：

*  JVM的内存模型和分区，详细到每个区都放什么
 *  堆里面的分区有哪些？新生区，幸存区，老年区，说说他们的特点！
 *  GC算法有哪些？标记清除法，复制算法，引用计数器，怎么用的？
 *  轻GC和重GC分别在什么时候发生？

### 4、GC算法 ###

#### 4.1、引用计数法 ####

![image-20230131194015411][]

#### 4.2、复制算法 ####

##### 1、模型 #####

![image-20230131195427888][]

##### 2、原理图 #####

![image-20230131211629434][]

*  好处：没有内存的碎片
 *  坏处：浪费内存空间，多了一半空间永久是空的

**复制算法最佳使用场景：对于对象存活度较低的场景：新生区**

#### 4.3、标记清除 ####

![image-20230131212642092][]

*  优点：不需要额外的空间！
 *  缺点：两次扫描，严重浪费时间，会产生内存碎片

#### 4.4、标记压缩 ####

**优化：可以先进行多次清除之后，在进行标记压缩**

![image-20230131213145748][]

#### 总结： ####

内存效率（时间复杂度）：复制算法>标记清除算法>标记压缩算法

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

GC：分代收集算法

**年轻代**：

*  存活率低
 *  复制算法

**老年代**：

*  区域大：存活率高
 *  标记清除算法和标记压缩算法混合实现

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