JavaJVM
JVM探究
JVM的学习方法
面试题：
- 请你谈谈你对JVM的理解？Java8虚拟机和之前相比有什么变化？
- 什么是OOM？什么是栈溢出StackoverflowError？怎么分析？
- JVM的常用调优参数有哪些？
- 内存快照如何抓取，怎么分析Dump文件？知道吗？
- 谈谈JVM中，你对类加载器的认识？
要素：
-
JVM的位置
-
JVM的体系结构
-
类加载器
作用：加载 Class字节码文件
加载器分类：
-
虚拟机自带的加载器
-
启动类（根）加载器
-
扩展类加载器
-
应用程序加载器
-
-
双亲委派机制
作用：保证安全。APP--》EXT--》BOOT
自己定义的包和系统包冲突的时候，会用系统包。
也就是说，java会向上检查是否存在这个包，如果上面有这个包就用上面的，不会用你自己写的包。
类加载步骤：
- 类加载器收到类加载的请求！
- 将这个请求向上委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到启动类加载器
- 启动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，通知子加载器进行加载
- 重复步骤 3
ClassNotFound
null：java调用不到，底层是用C/C++写的
-
沙箱安全机制
一：什么是沙箱？
Java安全模型的核心就是Java沙箱（sandbox），什么是沙箱？沙箱是一个限制程序运行的环境。沙箱机制就是将 Java 代码限定在虚拟机(JVM)特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问，通过这样的措施来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。沙箱主要限制系统资源访问，那系统资源包括什么？——
CPU、内存、文件系统、网络。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也可以不一样。所有的Java程序运行都可以指定沙箱，可以定制安全策略。
首先进行一个字节码校验器：确保java类文件遵循java语言规范，这样可以帮助java程序实现内存保护，但并不是所有的类文件都会经过字节码校验，比如核心类。
接下来类装载器：其中类装载器在3个方面对java沙箱起作用
- 它防止恶意代码去干涉善意的代码。//双亲委派机制
2.它守护了被信任的类库边界。//双亲委派机制
3.它将代码归入保护域，确定了代码可以进行哪些操作。
虚拟机为不同的类加载器载入的类提供不同的命名空间，命名空间由一系列唯一的名称组成，每一个被装载的类将有一个名字，这个命名空间是由java虚拟机为每个类装载器维护的，他们互相之间甚至不可以见。
类装载器采用的机制是双亲委派模式。
二：java类运行
第一步：编译
利用编译器将源程序编译成字节码文件；源文件名.class
第二步：运行
利用虚拟机（解释器，java）解析执行class字节码文件
-
Native，被Native修饰的方法，底层是由C/C++实现。
-
PC寄存器
程序计数器：Program Counter Register
每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向一条指令的地址，也即将要执行的指令代码），在执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不计。
-
方法区
方法区被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义，简单来说，所有定义的方法信息都保存在该区域，此区域属于共享区域。
静态变量、常量、类信息（构造方法、接口定义）、运行时的常量池存储在方法区中，但是实例变量存储在堆内存中，与方法区无关。
-
栈：数据结构
程序 = 数据结构 + 算法
栈：先进后出，后进先出。比如弹夹。
队列：先进先出，比如水管。
栈：占内存，管理程序的运行，生命周期和线程同步。线程结束，栈内存也就释放，对于栈来说，不存在垃圾回收问题，一旦线程结束，栈就结束。
栈一般存放8大基本类型、对象引用、实例方法
堆、栈、方法区交互图：
-
三种JVM
SUN公司：HotSpot，最流行最常用
BEA公司：JRockit JVM
IBM公司：J9VM
-
Heap，一个JVM只有一个堆内存，并且堆内存的大小是可以调整的！
类加载器读取了类文件后，一般会把什么大小放到堆中？
堆内存分为三个区域：
-
新生区
-
老年区
-
永久区
GC垃圾回收，主要发生在新生区和老年区
假如内存满了，就会出现OOM，说明堆内存不够！OutOfMemoryError
在JDK8以后，永久存储区改了一个名字，叫做元空间。
-
-
新生区、老年区、永久区
新生区：
- 类：诞生和成长的地方，可能死亡
- 伊甸园：所有对象都是在伊甸园区new出来的！
- 幸存区：分为幸存者0区和幸存者1区
伊甸园满了就用轻GC，活下来的放入幸存区。幸存区满了就用重GC，活下来的放入老年区。
老年区：
经过研究，98%的对象都是临时对象！
永久区：
这个区域是常驻内存的。用来存放JDK自带的Class对象。如Interface元数据，存储的是Java运行时的一些环境。这个区域不存在垃圾回收！关闭虚拟机就会释放这个区域的内存。
永久区崩溃的情景：
- 一个启动类加载了大量的第三方jar包。
- Tomcat部署了太多的应用。
- 大量动态生成的反射类，不断被加载，直到内存满，就会出现OOM。
版本历史
- JDK1.6之前：有永久代，常量池在方法区。
- JDK1.7：有永久代，但是正在退化，提出了去永久代，常量池在堆中。
- JDK1.8之后：没有永久代，常量池在元空间。
元空间：逻辑上存在，物理上不存在。
在一个项目中，突然出现了OOM故障，该如何排错？
- 看代码第几行出错：使用内存快照分析工具，Jprofiler
- Debug：一行一行分析代码！
MAT，Jprofiler作用
- 分析Dump内存文件，快速定位内存泄漏
- 获得堆中的数据
- 获得大的对象
-
堆内存调优
-
GC
- 常用算法
标记清除法、标记整理法、复制算法、分代收集算法
引用计数法：
复制算法：
-
好处：没有内存的碎片
-
坏处：浪费了内存空间，一半空间永远是空to
复制算法最佳使用场景：对象存活度较低的时候，新生区
标记清除算法：
- 优点：不需要额外的空间！
- 缺点：两次扫描，严重浪费时间，还会产生内存碎片。
标记压缩算法：
-
JMM
Java内存模型
-
总结
学习途径：
- 搜索引擎
- 通过前人总结的方法，思维导图等
总结
内存效率：复制算法 > 标记清除算法 > 标记压缩算法(时间复杂度)
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
思考一个问题:难道没有最优算法吗?
答案：没有，没有最好的算法，只有最合适的算法 --> GC：分代收集算法
年轻代：
- 存活率低
- 采用复制算法
老年代：
- 区域大：存活率高
- 采用标记清除（内存碎片不是太多） + 标记压缩混合 实现