Week 09 命题作业

JVM

Java 虚拟机 Java 虚拟机（Java virtual machine，JVM）是运行 Java 程序必不可少的机制。JVM实现了Java语言最重要的特征：即平台无关性。原理：编译后的 Java 程序指令并不直接在硬件系统的 CPU 上执行，而是由 JVM 执行。JVM屏蔽了与具体平台相关的信息，使Java语言编译程序只需要生成在JVM上运行的目标字节码（.class）,就可以在多种平台上不加修改地运行。Java 虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。因此实现java平台无关性。它是 Java 程序能在多平台间进行无缝移植的可靠保证，同时也是 Java 程序的安全检验引擎（还进行安全检查）。

JVM 是 编译后的 Java 程序（.class文件）和硬件系统之间的接口 （ 编译后：javac 是收录于 JDK 中的 Java 语言编译器。该工具可以将后缀名为. java 的源文件编译为后缀名为. class 的可以运行于 Java 虚拟机的字节码。）



classloader

作用：装载.class文件

classloader 有两种装载class的方式 （时机）：

1. 隐式：运行过程中，碰到new方式生成对象时，隐式调用classLoader到JVM

2. 显式：通过class.forname()动态加载



垃圾回收技术



方法一：引用计数法。简单但速度很慢。缺陷是：不能处理循环引用的情况。

方法二：停止-复制(stop and copy)。效率低，需要的空间大，优点，不会产生碎片。

方法三：标记 - 清除算法 (mark and sweep)。速度较快，占用空间少，标记清除后会产生大量的碎片。



JAVA虚拟机中是如何做的？

java的做法很聪明，我们称之为"自适应"的垃圾回收器，或者是"自适应的、分代的、停止-复制、标记-清扫"式垃圾回收器。它会根据不同的环境和需要选择不同的处理方式。



heap组成



由于GC需要消耗一些资源和时间的，Java在对对象的生命周期特征进行分析后，采用了分代的方式来进行对象的收集，即按照新生代、旧生代的方式来对对象进行收集，以尽可能的缩短GC对应用造成的暂停.

heap 的组成有三区域/世代：(可以理解随着时间，对象实例不断变换heap中的等级，有点像年级)



新生代 Young Generation

1. Eden Space 任何新进入运行时数据区域的实例都会存放在此

2. S0 Suvivor Space 存在时间较长，经过垃圾回收没有被清除的实例，就从Eden 搬到了S0

3. S1 Survivor Space 同理，存在时间更长的实例，就从S0 搬到了S1

旧生代 Old Generation/tenured

同理，存在时间更长的实例，对象多次回收没被清除，就从S1 搬到了tenured

Perm 存放运行时数据区的方法区



Java 不同的世代使用不同的 GC 算法。



Minor collection：

新生代 Young Generation 使用将 Eden 还有 Survivor 内的数据利用 semi-space 做复制收集（Copying collection）， 并将原本 Survivor 内经过多次垃圾收集仍然存活的对象移动到 Tenured。

Major collection 则会进行 Minor collection，Tenured 世代则进行标记压缩收集。





To note that:

这个搬运工作都是GC 完成的，这也是garbage collector 的名字来源，而不是叫garbage cleaner. GC负责在heap中搬运实例，以及收回存储空间。



GC工作原理



JVM 分别对新生代和旧生代采用不同的垃圾回收机制



何为垃圾？



Java中那些不可达的对象就会变成垃圾。那么什么叫做不可达？其实就是没有办法再引用到该对象了。主要有以下情况使对象变为垃圾：

1.对非线程的对象来说，所有的活动线程都不能访问该对象，那么该对象就会变为垃圾。

2.对线程对象来说，满足上面的条件，且线程未启动或者已停止。



例如： 
(1)改变对象的引用，如置为null或者指向其他对象。 
   Object x=new Object();//object1 
   Object y=new Object();//object2 
   x=y;//object1 变为垃圾 
   x=y=null;//object2 变为垃圾 

(2)超出作用域 
   if(i==0){ 
      Object x=new Object();//object1 
   }//括号结束后object1将无法被引用，变为垃圾 
(3)类嵌套导致未完全释放 
   class A{ 
      A a; 
   } 
   A x= new A();//分配一个空间 
   x.a= new A();//又分配了一个空间 
   x=null;//将会产生两个垃圾 
(4)线程中的垃圾 
   class A implements Runnable{   
     void run(){ 
       //.... 
     } 
   } 
   //main 
   A x=new A();//object1 
   x.start(); 
   x=null;//等线程执行完后object1才被认定为垃圾 
   这样看，确实在代码执行过程中会产生很多垃圾，不过不用担心，java可以有效地处理他们。






JVM中将对象的引用分为了四种类型，不同的对象引用类型会造成GC采用不同的方法进行回收：

（1）强引用：默认情况下，对象采用的均为强引用

（GC不会回收）

（2）软引用：软引用是Java中提供的一种比较适合于缓存场景的应用

（只有在内存不够用的情况下才会被GC）

（3）弱引用：在GC时一定会被GC回收

（4）虚引用：在GC时一定会被GC回收