4.JVM八股

JVM空间划分

线程共享和线程私有

1.7：
线程共享：
堆、方法区

线程私有：
虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器

本地内存

1.8：
线程共享：
堆

线程私有：
老三样

本地内存，元空间

程序计数器

虚拟机栈

由一个个栈帧组成

每一个栈帧中包含了：

• 局部变量表
• 方法返回地址

每调用一次函数，就会有对应的一个栈帧入栈。

本地方法栈

同虚拟机栈，只不过存的是native方法

native本地方法，就是指非java语言实现的，而是更底层的用C实现的

堆

用来存放对象的
新生代、老年代、永久代（元空间）
字符串常量池

方法区

是一个抽象的概念
具体实现由：永久代、元空间实现
用来存放类信息的地方、以及运行时常量池

直接内存

独立于JVM之外的，只受操作系统影响的内存

垃圾回收原理

• 先执行young GC（一般使用 标记复制法）
• 然后执行full GC（标记清除、或者标记整理）

对象创建过程

1. 类加载检查
2. 分配内存
   1. CAS失败重试
   2. TLAB空间预留
3. 初始化0值
4. 设置对象头
5. 初始化init

对象的内存布局

1. 对象头
   1. 类指针
   2. GC年龄
   3. Mark word锁信息
2. 实例数据
3. 对其填充

对象的访问定位

两种：
句柄
直接指针

GC原理

垃圾回收的基本原理

• 优先在新生代分配，回收Minor GC
• 当老年代满了的时候，会触发full gc
• 什么情况下新生代对象加入老年代：年龄够了，大文件直接进入

对象死亡的判断方法

引用计数法，一般不用，有循环依赖问题

可达性分析法：
初次标记GC ROOT，
并发标记之后的，
最后STW重新。

GC root有哪些？
虚拟机站、本地方法栈、方法区的常量引用的对象

常量的GC规则

常量本质上是一种弱引用，
当不再有虚拟机栈的变量引用它时，下一次GC就会回收。

类信息的回收原则

也是一种弱引用，它的引用前提比较多

1. 没有实例了
2. 没有类加载器了
3. 没有相关类的引用了

垃圾收集算法

年轻代的复制标记算法为什么是8 ：1 ：1？

分代的3种垃圾收集

1、Serial + SerialOld

单线程，STW

2、Parallel Scavenge + Parallel Old

多线程并行，STW

默认1.8

3、ParNew + CMS

1、CMS的特点：第一个并发的垃圾收集器
2、原理：可达性分析+ 三色标记
3、过程：3此标记，1次并发整理
4、解决漏标：使用增量更新
5、缺点：浮动垃圾+标记清除碎片太多

分区收集器

4、G1

1、第一个分区收集器，1.9开始默认、分区，可以设置最大停顿时间，
2、原理：3个回收过程
young GC、Mix GC、full GC

3、过程：3次标记+1次筛选清理（用优先队列维护需要先被清理的内容）（STW）

4、解决漏标：STAB（需要额外的RSET，记录当前的Reign被哪些别的Reign给引用过）

5、采用标记整理、标记复制

5、ZGC收集器

颜色指针+读屏障

类文件结构

类文件以.class存在在方法区（元空间）

总体构成：略

类加载过程

1、加载

1. 类加载器读取字节码
2. 生成class类，作为访问方法区中类文件结构的入口

2、连接
2-1、验证
主要是验证字节码，保证字节码符合JVM规范

2-2、准备
分配内存，初始化零值

2-3、解析
把符号引用转为直接引用
符号引用是指类、方法、等符号指向内存地址，是间接的。
直接引用是指，使用内存地址偏移量指向具体的内容，保证了快速访问。

3、初始化
就是执行构造方法
当实例化时才执行

注意：
按需加载、按需连接。

类加载器

介绍

1、读取解析字节码中的内容，
2、生成class对象存入方法区。

注意：
是按需加载
且加载有持久性

内置的3种类加载器

1、BootStrap ClassLoader
long包下的、Object的。。。

2、Extension ClassLoader
JDBC等

3、App ClassLoader
用户自定义的类

如何自定义类加载器

1、定义类加载器，继承ClassLoader、重写findClass或者loadClass方法，更具全类名找到字节码，然后创建class对象到方法区。

2、使用时

1. new 类加载器
2. 使用loadClass加载
3. 使用得到的class对象，newInstance、getMethod、invoke创建实例、使用实例方法。

findClass和loadClass的区别？

• loadClass：先去父类中使用loadClass加载，如果没法加载，才会使用自己的loadClass的加载逻辑。
• findClass：不去父类中加载，直接在本层加载

loadClass遵循双亲委派机制，findClass不遵循

双亲委派机制

当一个类加载器要加载一个字节码时，首先不是自己加载，而是使用上层的类加载器加载，如果上层无法加载才使用本层加载。

• 自底向上询问
• 自顶向下加载

双亲委派模型的好处

• 保证类不会被重复加载（假设不同的类加载器加载同一个类，那么最后都会变成同一个类加载器加载类）
• 保证核心API不被篡改（核心的类，比如long下的类，最终都只会被bootstrapClassloader加载）

JVM调优

监控内存情况

1、优先可视化：
使用Jconsole

2、其次使用命令行：
Jstat、Jinfo

JVM调优参数设置

1、
分配堆内存

分配栈内存

分配元空间内存

分配新生代、老年代内存

2、
调整对象年龄阈值（什么时候适合缩短？）

默认多大对象直接进入老年区

3、设置垃圾收集器

4、G1的最大停顿时间

-Xms
-Xmx

-Xss

-XX:MetaSpace

-XX:newSize

-XX:MaxTenuringThreshold

调优思路

就是尽可能把该进入老年代的提前进入老年代，不该进入老年代的在新生代就GC掉