JVM分享

JVM分享

官网：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html

Java代码的执行流程

我们编写完之后的java文件如果要运行，java文件会编译成class文件，在jvm中运行时ClassLoader会加载class文件，加载进来之后，就到了运行时数据区之中。

Field Descriptors 字段描述符

Method Descriptors 方法描述符

JVM运行时数据区

在官网的2.5. Run-Time Data Areas章节

2.5.1. The pc Register

pc计数器存放的是当前正在执行的指令的地址。

2.5.2. Java Virtual Machine Stacks

当我们创建一个线程时，会创建一个jvm虚拟机栈，调用执行任何方法都会给对应方法创建栈帧，然后入栈，当程序发生异常时(经典异常：StackOverflowError)，异常信息就是从虚拟机栈中打印出来了。存放了各种基本数据类型、对象引用。

2.5.3. Heap

堆是所有jvm线程共享的，堆也是是运行时数据区，从中分配所有类实例和数组的内存。堆在虚拟机启动时创建，GC可以回收堆内存。同时创建的对象也存放在堆中。所以在堆中最常见的异常就是OutOfMemoryError

2.5.4. Method Area

方法区也是所有jvm线程共享的，方法区类似于常规语言的编译代码的存储区域，里面存放的是每个类class的结构，例如运行时常量池，字段和方法数据，以及方法和构造函数的代码。1.8之前的jdk版本，Metaspace是永久代(堆内)，从1.8版本开始。永久代被移除，新增了Metaspace，Metaspace使用的是本地内存。

2.5.5. Run-Time Constant Pool

常量池用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

2.5.6. Native Method Stacks

本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用非常相似，他们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机中使用到的native方法服务。

JVM的内存结构

jvm1.8中内存主要分为两大区域，堆与非堆。

堆是Heap，非堆也就是Metaspace。然后堆又分为两部分，Young跟Old区。Young中又分为两部分，分为Eden跟Survivor，Survivor区又分为From Survivor空间也就是俗称的S0和 To Survivor空间也就是S1。

S0跟S1大小是相同的，并且同一时间只有一个是开启的，另外一个是空的。正常来说，新生成的对象首先放到年轻代Eden区，当Eden空间满了，触发第一次Minor GC，存活下来的对象移动到S0区，S0区满后再触发一次 GC，S0区存活对象移动到S1区，这样保证了一段时间内总有一个survivor区为空。然后每进行一次GC，对象的age就会+1，age到了15(也就是MaxTenuringThreshold 从年轻代到老年代的晋升次数的最大值)之后，对象就会进入老年代。

非堆也就是Metaspace，他也分为两部分，一个是ccs(Compressed Class Space)，另一个是CodeCache。

指针有短指针32位跟长指针64位，ccs开启之后才会在Metaspace中存在，并且会用32位的短指针代替64位的长指针。堆中的对象都有一个指向自己class的指针，而class是在Metaspace中，在64位环境中指针一般是64位，有时候为了提高性能会启用ccs，将指针压缩成32位。

CodeCache它主要用于存放JIT(即时编译)所编译的代码，编译了就会存在，没有就不会。

Java mixed mode

Java的混合模式，Java既是解释型(int)又是编译型(comp)语言。

JVM参数类型

1. 标准参数，标准参数是稳定的java参数，一般不会随着版本的升级出现变化，常见的有version help classpath cp等。

2. X参数，随着版本相对变化较少,最经典的参数 -Xint -Xcomp。java -Xint -version java -Xcomp -version

3. XX参数，随着版本变化较大，参数又分为boolean跟非boolean类型。

   a.boolean -XX: [+/-] name

   例：-XX:+UseG1GC / -XX:-UseG1GC

   b.非boolean -XX: name = value

   例：-XX:MetaspaceSize=128m

   -XX:SurvivorRatio=8

   -XX:NewRatio=2

   -XX:MaxTenuringThreshold=15

PrintFlags系列参数

java -XX:+PrintFlagsInitial

-XX:+PrintFlagsInitial 跟 -XX:+PrintFlagsFinal，= 表示默认值，:=表示修改过的

几个特殊的XX参数:

-Xms:表示min， 是 -XX:InitialHeapSize的简写

-Xmx:表示max，是-XX:MaxHeapSize的简写

-Xss 是-XX:ThreadStackSize

-XX:InitialHeapSize=268435456 ≈ 268M 1/64个内存大小

-XX:MaxHeapSize=4294967296 ≈ 4.2G 1/4个内存大小

垃圾回收

1.确定会被回收的对象,两种方式

​ 1：引用计数，在堆中存储对象时，在对象头处维护一个counter计数器，如果一个对象增加了一个引用与之相 连，则将counter++。如果一个引用关系失效则counter–。如果一个对象的counter变为0，则说明该对象已经 被废弃，不处于存活状态。

​ 2：枚举根节点可达性分析

​ 常说的GC(Garbage Collector) Roots，特指的是垃圾收集器（Garbage Collector）的对象，GC会收集那些不是GC Roots且没有被GC Roots引用的对象。

一个对象可以属于多个root，GC Roots有以下几种：

• Class - 由系统类加载器(system class loader)加载的对象，这些类是不能够被回收的，他们可以以静态字段的方式保存持有其它对象。我们需要注意的一点就是，通过用户自定义的类加载器加载的类，除非相应的Java.lang.Class实例以其它的某种（或多种）方式成为roots，否则它们并不是roots，.
• Thread - 活着的线程
• Stack Local - Java方法的local变量或参数
• JNI Local - JNI方法的local变量或参数
• JNI Global - 全局JNI引用
• Monitor Used - 用于同步的监控对象
• Held by JVM - 用于JVM特殊目的由GC保留的对象，但实际上这个与JVM的实现是有关的。可能已知的一些类型是：系统类加载器、一些JVM知道的重要的异常类、一些用于处理异常的预分配对象以及一些自定义的类加载器等。然而，JVM并没有为这些对象提供其它的信息，因此需要去确定哪些是属于"JVM持有"的了。

2.GC算法

标记-清除 Mark-Sweep

​ 1.标记，从GC Root开始找，找出存活的对象

​ 2.清除，将没有标记的对象清除

​ 缺点是内存碎片太多

复制 Copy

​ 内存划分成两个区域，同一时间点只有一个是活动的，GC线程会将活动区域的存活对象全部复制到空闲区域，并对内存地址排序，新生代GC使用较多，缺点是浪费一般内存。

标记-整理 Mark-Compact

​ 1.标记

​ 2.整理，不直接对可回收对象进行清理，而是让所有可用的对象都向一端移动。然后直接清理掉边界以外的内存。

​ 在标记-清除的算法基础上，增加了清除后对内存地址的排序整理

分代

​ 根据堆中不同的区域使用不同的算法，新生代使用复制算法，老年代使用标记清楚/标记整理