初始Java虚拟机

Java虚拟机内存模型(Java运行在虚拟机之上，虚拟机帮Java屏蔽底层的指令集，让Java能够跨平台运行)

• 内存模型以及分区，需要详细到每个区放什么？
  • 方法区(method area): 方法信息
  • 本地方法栈(native method area): 本地方法
  • 堆(heap): 堆在内存中并不是一块连续的区域，物理上是分散的，但逻辑上是连续的，遇到一条new的指令时，为新生对象分配内存空间，有两种方式，指针碰撞，空间列表
    • 指针碰撞: 将内存逻辑上分为两边，一边是空闲的，一边是在用的，指针指向分界点，当需要分配内存的时候只要移动指针即可，只适用于内存规整的情况
    • 空间列表: 虚拟机必须维护一个列表，用于记录哪些内存是可用的，在需要进行分配的时候，就从列表中找出一块足够大的空间进行分配并更新列表
  • 栈(stack): 主要用来存放基本类型变量，局部变量以及对象的引用，方法的调用出入，栈的内存区域是连续的，有大小限制的，如果超出了就会抛出stackOverflowError异常，每个方法的调用都会对应着一个栈帧，有栈帧的入栈就有栈帧的出栈
• 堆是存放对象以及数组的区域，分为年轻代和年老代
  • 年轻代又被分为一个Eden和两个Survivor区，即伊甸园和存活区
  • 假设有10个方格，则其中8个是Eden区，两个是Survivor区
  • 对象会在Eden区创建，当这两个区满了之后会将还存活的对象复制到另一个空白区Minor GC. 年轻代的对象有98%都是朝生夕死的
  • 如果年轻代不够放了，就放在年老代
  • 还有一种情况，对象在年轻代中存活的太久了
  • 每当进行一次复制回收的时候，还在年轻代中存活的对象就会加1岁，默认15岁就到年老代
  • 标记--清除--整理(标记好了就清除掉，最后整理成逻辑连续的区域)
  • 年老代存活的一般是大对象或很难死去的对象
  • 堆的设置
    • -Xms 10 m 堆的最小内存 10M
    • -Xmx 10 m 堆的最大内存 10M
    • -Xmn 10 m 设置新生代的内存大小
• Java中GC标记(Garbage Collection)
  • 标记就是对一些已死的对象打上记号，有以下两种方法
    • 引用计数: 实现起来比较简单，就是给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它时就加1，引用失效时就减1，当计数器为0时就标记可回收，但很多主流的虚拟机并没有采用这种方法，因为它很难解决几个对象之间循环引用的问题
    • 可达性分析: 通过将一些称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始搜索和该节点发生直接或者间接引用关系的对象，将这些对象以链的形式组合起来，形成一张“关系网”，又叫做“引用链”，最后垃圾回收器就回收一些不在这张关系网上的对象
      • 栈帧中的引用对象(栈中的)
      • 静态属性引用的对象(方法区中的)
      • 常量引用的对象(方法区中的)
      • 本地方法栈中JNI引用的对象(本地方法栈中的)
• Java中鲜为人知的二次标记
  • 所有的类都继承了Object类，因此，也默认实现了finalize方法。在该对象被回收之前，该对象的finalize方法会被调用。这里的被回收之前指的就是被标记之后，如果开发者重写了finalize方法，则该对象会被重新加入到引用链，即关系网中。面对同一个对象，他的finalize方法只会被调用一次
  • 二次标记
    • 第一次标记不在“关系网”中的对象
    • 第二次的话，就要先判断该对象有没有重写finalize方法
      • 如果没有，就直接回收
      • 如果重写了，则先放到一个队列中，并由虚拟机建立一个低优先级的线程来执行它，随后进行第二次小规模标记
• 从GC日志分析堆内存
  • 由于GC线程和程序线程是并发执行的，当GC线程标记好了一个对象，此时程序中的线程又将该对象重新加入到了引用链中，虚拟机的解决办法是在一些特定位置设置一些“安全点”，当程序运行到这些“安全点”的时候就会暂停所有当前运行的线程(Stop The Word, STW), 暂停后重新找“GC Roots"进行关系的重建
  • 常见安全点的位置
    • 循环的末尾
    • 方法临返回前/调用方法的call指令后
    • 可能抛出异常的位置
  • 找到”GC Roots"也是花很长时间的，通过采用一个OopMap的数据结构来记录系统中存活的“GC Roots", 通过解释OopMap就可以找到堆中的对象，这种方式也叫准确式GC
  • GC和full GC是针对整个堆以及永久代的，时间长，尽量减少full GC的次数
• Java中年轻代收集器(采用复制的收集算法)
  • Serial收集器: 一个单线程收集器，在进行回收的时候，必须暂停其它所有的工作进程，直到收集结束，用户体验不佳
  • ParNew收集器: 这个是Serial收集器的多线程版本，适用于多核CPU的设备
  • Parallel Scavenge收集器，默认的年轻代收集器，关注的是一个可控的吞吐量，吞吐量=运行代码的时间/(运行代码的时间+GC的时间)，开启自适应调节策略
• Java中年老代收集器，一般是大对象以及生命很顽强的对象(标记--清除--整理)
  • Serial Old收集器: 是Serial收集器的老年代版本，同样是单线程
  • Paraller Old收集器: 关注系统的吞吐量
  • CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器: 是一种以最短停顿时间为目标的收集器
  • 标记
    • 初始标记----需要STW，直接关联
    • 并发标记----不需要STW，间接关联
    • 重新标记----需要STW，修改在上一步标记中有了变动的对象
    • 并发清除