初识JVM

JVM探究

• 请谈谈你对JVM的理解，Java8虚拟机和之前有什么变化更新？
• 什么是内存溢出（OOM）,什么是栈溢出？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？
• 谈谈JVM中，你对类加载器的认识？

1、JVM的体系结构

2、类加载器和双亲委派机制

要了解双亲委派机制得先了解个概念：

类加载器：“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作放到java虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块成为“类加载器”。

通俗的讲，虚拟机是根据类的全限定名来加载类的，那么有个问题，如果同时存在两个或多个全限定名完全一致的情况下。该如何选择加载哪个类。这就是双亲委派机制要做的工作。

双亲委派机制得工作过程：

1-类加载器收到类加载的请求；

2-把这个请求委托给父加载器去完成，一直向上委托，直到启动类加载器；

3-启动器加载器检查能不能加载（使用findClass()方法），能就加载（结束）；否则，抛出异常，通知子加载器进行加载。

4-重复步骤三；

详细见：双亲委派机制

3、沙箱安全机制

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。

4、Native、pc寄存器、方法区

Native

native:凡是带了native关键字的，说明Java的作用范围达不到了，需要调用本地接口方法（其他语言的库）。

1、带了native关键字的，首先会进入运行时数据区中的本地方法栈中，然后调用相应的本地方法接口JNI（Java Native Interface），从本地方法库中找出相应的方法。

2、JNI的作用：扩展Java的使用，融合不同的编程语言为Java所用！最初是为了融合c、c++。

3、它在内存区域中专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack(本地方法栈)，登记native方法。在最终执行的时候，通过JNI加载本地方法库中的方法。

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（用来存储指向下一条指令的地址，就是即将执行的指令代码），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 Method Area

​ 方法区是被所有线程共享的，所有的字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义，简单的说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，此区域属于共享区间；

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

5、栈

先进后出

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。所以说，不存在垃圾回收的问题。

栈内存存储：8大基本类型、对象引用、实例的方法引用

深入理解请看

6、堆

heap，一个JVM只有一个堆内存,堆内存的大小是可以调节的。

当Java程序创建一个类的实例或者数组时，都在堆中为新的对象分配内存。bai虚拟机中只有一个堆，所有的线程都共享他。Java中所有的对象都存放在堆中，包括class对象和异常对象。

其实，堆内存细分为三个区域：

• 新生区（伊甸园区eden、幸存0区survivor0、幸存1区survivor1）

  类诞生、成长、甚至死亡的地方

  • 伊甸园区，所有的对象都是在伊甸园区new 出来的
  • 幸存区（0，1）

• 养老区 old

​ 经过gc垃圾回收幸存留下来的对象存放在这。

​ 其实，99%的对象都是临时对象！

• 永久区（元空间） permanent

  这个区域是存放的常驻内存的。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KVM虚拟就会释放这个区域的内存}~

在JDK7以及其前期的JDK版本号中。堆内存通常被分为三块区域Nursery内存(young generation)、长时内存(old generation)、永久内存(Permanent Generation for VM Matedata)，显演示样例如以下图：

7、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，都是在新生区

• 新生区
• 幸存区
• 老年区

GC分为两类：轻GC（Miner GC，回收新生区和幸存区中的垃圾）重GC（Full GC，全局回收垃圾，包括老年区）

GC的算法：标记清除法、标记压缩法、复制算法、引用计数法。

引用计数法：

设置一个计数器，记录对象的调用次数，对此来进行垃圾回收。

复制算法：

每次GC后，将新生区和幸存from区中活下来的对象复制存放到幸存to区，同时清空新生区和幸存from区，

此时from区清空后变为to区，to区被复制过去对象后变为了from区。

谁空谁是to区

经历过15次GC后，仍然留下来的对象会转移到老年区中。

标记清除压缩法：

标记清除

1、先将活着的对象进行标记，

2、然后把没有标记的对象删除掉

标记压缩（标记整理）

1、先将活着的对象进行标记

2、然后将标记的对象向前移动压缩。

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