JVM
一 jvm概述
1. 什么是jvm
JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。
引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。
2.概述
Java虚拟机有自己完善的硬件架构，如处理器、堆栈等，还具有相应的指令系统。Java虚拟机本质上就是一个程序，当它在命令行上启动的时候，就开始执行保存在某字节码文件中的指令。Java语言的可移植性正是建立在Java虚拟机的基础上。任何平台只要装有针对于该平台的Java虚拟机，字节码文件（.class）就可以在该平台上运行。这就是“一次编译，多次运行”。
Java虚拟机不仅是一种跨平台的软件，而且是一种新的网络计算平台。该平台包括许多相关的技术，如符合开放接口标准的各种API、优化技术等。Java技术使同一种应用可以运行在不同的平台上。Java平台可分为两部分，即Java虚拟机（Java virtual machine，JVM）和Java API类库。 [1]
3.体系结构概览
二 类装载器
1. 虚拟机自带三个
（1） 启动类加载器（bootstrap） C++
（2） 扩展类加载器（extension） java
（3） 应用程序类加载器（appClassLoader），也叫系统类加载器，加载当前应用的classpath的所有类
2.用户可以实现Classloader 自定义加载器（一般不用）
双亲委派机制：使用类A.class时，从顶级父类一层一层往下找，找到了使用，未找到报空指针异常。（java程序有健壮性）
沙箱安全机制
三 本地接口
为了融合不同的编程语言为java所用（可以使用java调用其他不同语言的方法）
在本地方法栈中登记 native方法，在 execution engine执行时加载本地方法库
四 PC寄存器（程序计数器）
线程私有
内存占据很小，可以忽略不计
用于记录程序执行的指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向下一条指令的地址）
如果执行一个native方法，则这个计数器是空的
五 方法区
线程共享
JDK版本相关，1.7以前为永久代，1.8后是元空间
存储每一个类的结构信息，例如运行时的常量池，字段，和方法数据，构造函数和普通方法。以及static方法和属性。
六 栈区
线程私有，生命周期跟随线程的生命周期。8中基本类型变量+对象引用变量+实例方法都是在函数的栈内存中分配
不参与垃圾回收
主要存储3类数据：
（1） 本地变量：输入参数和输出参数以及方法内的变量
（2） 栈操作：记录入栈，出栈的操作
（3） 栈帧数据：包括类文件，方法等等
栈运行原理
（1） 先进后出
（2） 每个方法在运行的时候都会创建一个栈帧，用于存储局部变量，操作数栈，动态链接，方法出口等信息
七 对象生命周期
堆内存分配
对象生成后，进入eden区，当eden满了之后，发生一次GC（YGC），清空全部eden区，如果eden区的对象还存在引用，则放入S0区（幸存区from），如果S0和S1中的对象不存在引用，则一起回收掉，如果依然存在引用，则保留，将其生命周期+1（一般到15会进入老年代区）
当老年代区占满后，会发生一次Full GC ，清除掉老年代区中没有被引用到的对象，full gc时间会更长。（一般优化的原则是尽量保证程序不进行full gc）
当老年代区的对象占满，新生代区持续向老年代区存放对象时，会发生内存溢出。
八 JVM参数调整
JVM虚拟机大小
最大值Xmx，默认为当前运行物理机的内存1/4
最小值Xms, 默认为当前运行物理机内存的1/64
实际生产中， Xmx和Xms设置成一样，避免内存忽高忽低，造成卡顿。
输出gc日志参数 -XX:+PrintGCDetails
调整最大内存和最小内存 -Xmx1024m -Xms1024m
多个配置之间使用空格隔开
九 垃圾回收四大算法
1.引用计数法：基本不用
**实现**：当一个对象存在引用的时候，就在该对象的引用计数上加1，当不存在引用的时候，为0，代表可以回收。
**缺陷**：
每次对对象赋值都要维护引用计数器，且计数器本身也有一定的消耗
较难处理循环引用
2.复制算法（YGC使用）
一般发生在年轻代区。当年轻代区发生GC时，会全盘扫码eden区和S0（from）区，当eden区的对象没有被引用时，则清除，有引用的，则放入S0区，如果S0区的对象依然被引用，则将被引用的对象放入S1（区），如果S1区已满，则将S1区的对象全部放入老年代区。最后，S1区的对象会全部复制到S0区，此时S1（to）区为空，S0区是当前GC后的全部存活对象。（印证谁空谁是to区）
**缺点**：耗费空间3.标记清除算法
分为两个阶段，第一阶段标记出要回收的对象，第二阶段进行统一回收
缺点：两次扫描，耗时严重。会产生内存碎片
4.标记压缩（老年代区使用，和标记清除算法混合使用）
一般和标记清除算法一起使用，先标记，再整理，最后清除
缺点：耗时，需要整理移动所有存在引用的对象
总结
内存效率: 复制算法>标记清除算法>标记整理算法（此处的效率只是简单的对比时间复杂度，实际情况不一定如此)。
内存整齐度: 复制算法=标记整理算法>标记清除算法。 内存利用率: 标记整理算法=标记清除算法>复制算法。 可以看出，效率上来说，复制算法是当之无愧的老大，但是却浪费了太多内存，而为了尽量兼顾上面所提到的三个指标，标记/整理算法相对来说更平滑一些，但效率上依然不尽如人意，它比复制算法多了一个标记的阶段，又比标记/清除多了一个整理内存的过程
十 JVM相关问题：
1. JVM内存模型以及分区，需要详细到每个区放什么？
2. 堆里面的分区:Eden，survival from to，老年代，各自的特点？
3. GC的三种收集方法:标记清除、标记整理、复制算法的原理与特点，分别用在什么地方？
4. Minor Gc 与Full GC分别在什么时候发生？
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