JVM简记

JVM是在操作系统之上的，接口调用本地方法

一.类加载器的双委派机制

类加载器

作用：加载Class文件

类是模板，对象是具体的

1.虚拟机自带的加载器

2.启动类(根)加载器

3.扩展类加载器

4.应用程序加载器

双亲委派机制：保证安全的

运行一个类之前，先向上找，优先使用上层的

APP（应用程序加载器）----->EXC（扩展加载器）---->BOOTStrap根加载器（最终执行）

//如果没有，去扩展加载器

//如果没有，去应用程序加载器

/* 1.类加载器收到类加载的请求 2.将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(根)加载器 3.启动加载器检查是否能够加载当前这个类，能加载就结束，使用当前加载器，否则，抛出异常，通知子加载器进行加载 4.重复步骤3 */

二.沙箱安全机制

沙箱基本组件

1.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要经过字节码校验，比如核心类。

2.类装载器(类加载器)：
           1.防止恶意代码去干涉善意的代码；
           2.守护了被信任的类库边界；
           3.将代码归入保护域，确定了代码可以进行哪些操作；

类装载器采用的机制是双亲委派机制

1.从最内层JVM自带类加载器开始加载，外层恶意同名类得不到加载从而无法使用。

2.由于严格通过包来区分了访问域，外层恶意的类通过内置代码也无法获取权限到内层类，
  破坏代码就自然无法生效。

Native、方法区

凡是带了Native关键字的，说明java的作用范围达不到了，会调用底层c语言的库。

会进入本地方法栈，调用本地方法接口(JNI）

JNI的作用：扩展Java的使用，融合不同的编程语言为Java所用。 最初：C、C++

Java诞生的时候，C、C++横行，想要立足，必须调用C、C++的程序

它在内存区域中专门开辟了一块标记区域:Native Method Stack, 登记 native 方法

在最终执行的时候，加载本地方法库中的方法，通过JNI

//应用：Java程序驱动打印机，管理系统，Robot类，掌握即可，在企业级应用中较为少见

//调用其他接口： Socket，WebService，Http

PC寄存器

程序计数器

​ 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，和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

​ 方法区是被所有线程共享，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，

简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，此区域属于共享空间；

​ 静态变量、常量、类信息(构造方法、接口定义)、运行时常量池存在方法区中，但是实例变量存在堆内存中，和方法区无关。

static final Class 常量池

栈

栈：先进后出， 形象：弹夹

队列：先进先出 形象：管道

栈内存，主管程序的运行，生命周期和线程同步，线程结束，栈内存也就释放了；

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+对象的引用+实例的方法

栈运行原理：栈帧(局部变量表+对象引用+下一个返回地址)

程序正在执行的方法，一定在栈的顶部

栈满了：StackOverflowError

栈 + 堆 + 方法区 交互关系：

注意：Java的本质是值传递，引用传递的本质也是值传递

三种JVM

Sun公司的 HotSpot

BEA公司的 JRockit

IBM 公司的 J9VM

堆

Heap，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JVM堆中？

答：new的类，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：

1.新生区 Young/New

2.老年区 Old

3.永久区 Perm (注意：JDK1.8以后在堆中移除了永久区，把这个区域移到了本地内存中，即元空间)

GC垃圾回收主要是在 伊甸园区 和 养老区

假设内存满了，OOM，堆内存不够！会报错，java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space

在 JDK 8 以后，永久存储区改了个名字(元空间)；

新生区

类：诞生和成长的地方，甚至死亡。

伊甸园,所有的对象都是在伊甸园区new出来的

幸存者区(0,1)

真理：经过研究，99%的对象都是临时对象。

永久区

这个区域常驻内存的，用来存放JDK自身携带的Class对象，Interface元数据，

存储的是java运行时的一些环境或类信息，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。

什么情况下永久区会崩？

1.一个启动类加载了大量的第三方jar包。

2.Tomcat部署了太多的应用，大量动态生成的反射类，不断的被加载，直到内存满，就会出现OOM；

jdk 1.6 之前：永久代，常量池是方法区；

jdk 1.7 ：永久代，但是慢慢退化了，去永久代，常量池在堆中

jdk1.8 以后：无永久代，常量池在元空间

方法区是JVM的规范，永久代和元空间是方法区的实现。

默认情况下：虚拟机分配的最大内存是电脑内存的 1/4，而初始化的内存是电脑内存的 1/64；

//-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails 指定初始化内存 和虚拟机最大分配内存 为1024M 并打印GC相关详情

注意：元空间在本地内存，不在虚拟机内存中！！

元空间使用的是计算机物理内存，不是JVM的内存；

OOM的解决方法：

1.尝试扩大堆内存，看结果

2.分析内存，看下哪个地方出现了问题(需要用到专业的工具)

在一个项目中，突然出现了OOM故障，该如何排除？研究为什么出错？

​ 能够看到代码第几行出错；内存快照分析工具，MAT，Jprofiler

​ Debug，一行行分析代码

MAT，Jrofiler作用：

分析dump内存文件，快速定位内存泄漏问题；

获得堆中的数据

获得大的对象

我们通常会将 -Xmx 和 -Xms 两个参数配置为相同的值，其目的是为了能够在垃圾回收机制清理完堆区后不再需要重新分隔计算堆的大小，从而提高性能

//-Xms 设置初始化内存分配大小 1/64

//-Xmx 设置最大分配内存 默认1/4 

//-XX:+PrintGCDetails 打印GC垃圾回收信息

//-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError //OOM DUMP

JVM在进行GC时，并不是对这三个区域进行统一回收。大部分时候，回收都是新生代。

伊甸园区

幸存区(from , to)

老年区

GC的两种：轻GC(普通的GC)，重GC(全局GC)

题目：

JVM的内存模型和分区，详细到每个区放什么？

堆里边的分区有哪些？说说他们的特点

伊甸园区，幸存区(from,to)，老年区

GC的算法有哪些？怎么用的？

标记清除算法

标记整理算法

复制算法

分代收集算法

轻GC和重GC分别在什么时候发生？

引用计数法：

复制算法：

To区放不下，剩下的全部晋升到养老区，养老区也放不下直接FullGC，FullGC后还放不下，抛出OMM；

MaxTenuringThreshold这个参数用于控制对象能经历多少次Minor GC才晋升到旧生代，默认值是15

注意：MAXTenuringThreshold的值可以自己设置但是最大只能为15，

​ 因为这个值在对象头里存着，只有4位，设置的值超过15会报错；

活过15次的移到养老区，没有活到的，被清理掉

好处：没有内存碎片

坏处：浪费了内存空间，多了一半空间永远是空to，假设对象100%存活(极端情况下)

复制算法最佳使用场景：对象存活度较低的时候；比如：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，会产生内存碎片

标记整理算法：

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(内存碎片不是太多的情况下)+标记整理混合实现

总结

内存效率：复制算法>标记清除>标记整理 (时间复杂度)

内存整齐度：复制算法=标记整理>标记清除

内存利用率：标记整理=标记清除>复制算法

思考一个问题：难道没有最优的算法吗？

答：没有最好算法，只有最合适的算法

JMM

1.什么是JMM？

Java内存模型（Java Memory Model的缩写）

2.它是干嘛的？

作用：缓存一致性协议，用于定义数据读写的规则。

JMM定义了线程工作内存和主内存之间的抽象关系，线程之间的共享变量存储在主内存中，

每个线程都有一个私有的本地内存。

解决共享对象可见性这个问题：volatile

3.它该如何学习？

JMM：抽象的概念，理论

Volatile