JVM知识点复习（第一次）

最为一个java的初学者，其实可以不用太细致的学习java虚拟机，不过如果你是有一定的工作经验了，那JVM绝对是一个不应该绕开的点。具体的讲解可以参考周志明的《深入理解Java虚拟机》，如果是深度学习，建议还是看书。如果是作为了解大致，可以看看网上的视频，再来点博客差不多了。各个视频针对的JDK版本记住要看清楚，每个版本的JDK都或多或少有些差别，不要迷了眼。

文章目录

1、JVM概述
- 1.1、JVM位置
- 1.2、JVM体系结构
2、类加载器
- 2.1、模板类
- 2.2、类加载器的分类
3、沙箱安全机制
4、Native
5、PC寄存器
6、方法区
7、栈
8、三种不同的JVM
9、堆（重点）
- 9.1、新生区、老年区、永久区
- 9.2、对内存调优
- 9.3、GC垃圾回收
10、JMM
11、思维导图

1、JVM概述

1.1、JVM位置

我们都知道java是一个跨平台的语言，其跨平台的特性则是由于虚拟机的存在。

那JVM虚拟机到底在哪里呢？

我们的OS系统是部署在计算机硬件之上，我们的JVM则是部署在OS之上，再往上走，就是我们编写程序了。

1.2、JVM体系结构

我们程序的执行顺序是：我们编写的.java文件经过编译生成.class文件，然后再将我们的.class文件交给类加载器，然后再执行相应的操作。

这个图有些笼统，不过大致的体系结构就是这样，可以当作一个入门的体系结构图示

我经常在网上看到内存调优这个关键词，它更多的指的位置就是在对JVM中堆内存的调节。

2、类加载器

2.1、模板类

在java的进阶阶段，我们学习过反射，我们也都知道，所有的对象都是来自于一个类模板的Class。就好比一个Student类所创建的所有的对象，都来自于Student.class这个模板，这些所有创建出来的对象，都来自同一个地方。

2.2、类加载器的分类

随着JDK版本的变化，可能名称有些许出入

1、根加载器

2、扩展加载器

3、系统加载器

4、自定义加载器

当然这里还出现了一个很重要的双亲委派机制

3、沙箱安全机制

java用来保证程序安全引入的一种安全机制

4、Native

结合我们类加载器的知识点，凡是带有native关键字的，都说明这是java作用范围达不到的，它回去调用底层的C语言的库。

带有native关键字的方法就会进入到本地方法栈，其他的会进入java栈

本地方法接口（Native Interface）：起初是为了融合C/C++，现在大多可用于驱动底层的硬件

本地方法栈（Native Method Stack）：在本地方法栈中登记native方法，在执行引擎的时候加载本地库（Native Libraies）

5、PC寄存器

又名程序计数器Program Counter Register

PC寄存器为每一个线程所私有，占用内存十分小。用于记录各个线程正在执行的字节码指令地址。

6、方法区

该区域可以与PC寄存器形成鲜明的对比，它是被线程所共享。

我们常见的static、final、Class模板、常量池都存在于方法区。

7、栈

我们一想到栈首先应该想到的就是与它齐名的队列。

栈（木桶）：先进后出

队列（水管）：先进先出

栈中存放的东西：八大基本类型 + 对象的引用 + 实例的方法

当栈满了以后，就会出发栈满异常StackOverflowError

我们还有一个堆没有学习，学习玩堆以后，我们对于实例化一个对象，并且赋值调用的整个流程，心里应该是要有一个流程图了。

8、三种不同的JVM

Sun：HotSpot（我们使用的）
BEA：JRockit
IBM：J9 VM

9、堆（重点）

我们前面说了基本上的JVM调优，指的就是堆调优

堆内存主要分为：新生区（伊甸园区）、养老区、永久区

9.1、新生区、老年区、永久区

对象最开始产生的地方是伊甸园区，当伊甸园区满了以后就会触发第一次GC（轻GC），存活下来的对象就会进入到幸存者区。当幸存者区也满了以后，就会再触发GC（重GC），然后依然存活的对象就会进入养老区

如果养老区满了以后就会报堆满异常OOM：

java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space

当然，JDK不同的版本，具体的细节又有些差别，特别是名字

我的观点是，现在公司大部分使用的是JDK1.8，我们要做的就是记住1.8的就好了。但是巧就巧再没有专门说1.8的书，《深入理解java虚拟机》的第二版是JDK1.7，第三版是JDK12，13左右…那就只有官方文档加实践了。

9.2、对内存调优

我们前面说了，轻GC和重GC是可以用来处理堆内存的垃圾对象的。那么多久用一次轻GC？多久又用一次重GC？甚至是堆内存异常的时候，我们怎么排查呢？

所以对内存调优就是为了排查出异常，排查方式可分为两种：

使用Debug一行一行看
使用内存快照分析工具，如MAT、Jprofiler

9.3、GC垃圾回收

垃圾回收算法有哪些？

复制算法、标记清除算法、标记压缩算法

==复制算法：==伊甸园区的对象总是进入幸存区的from区，与此同时，幸存区的to区的数据也进入from区（幸存区的from区和to区是随时变化的）。所以每次伊甸园区的数据进入from区的时候，该区总是空的。

==标记清除算法：==对所有的对象进行扫描，然后对活着的对象进行标记，第二次扫描的时候，对于没有标记的对象进行清除。

==标记压缩算法：==在标记清除算法的基础上，我们被清除的兑现过的空间位置是不连续的，就会产生内存碎片。此算法主要是讲空间进行压缩，让存活的对象进行移动，是内存碎片变成大的内存空间。

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

没有最好的算法，只有最合适的算法，即GC也称为分代收集算法

年轻代：存活率低，使用复制算法

老年代：区域大存活率高，使用标记清除（内存碎片不是太多）+标记压缩算法混合实现

10、JMM

Java内存模型（Java Memory Mode）

核心概念：我们的每一个线程的工作内存和主存之间存在一个抽象关系，即线程之间的共享变量存储在主内存重，每一个线程都有一个私有的本地内存。

11、思维导图