JVM 知识整理

一，jvm 基础知识

Java 是一种面向对象的、静态类型、编译执行，有 vm/GC 和运行时、跨平台的高级语言。

字节码、类加载器、虚拟机内存

jvm 通过类加载器加载字节码到虚拟机内存

类加载器

启动类加载器

jvm 最核心的 jar 包和类，比如 String 和 Object,它是所有应用程序都需要使用的类

扩展类加载器

负责给 jvm 加载一些额外的类，比如我们在目录里额外放一些 jar 包

应用类加载器

负责加载我们自己的代码生成的类以及依赖项

为什么要有这个区分

1、双亲委托

2、负责依赖

3、缓存加载

jvm 内存模型

方法中使用的原生数据类型和对象引用地址在栈上存储

对象、对象成员与类定义、静态变量在堆上

堆内存又称为"共享堆"，堆中的所有对象，可以被所有线程访问，只要

他们能拿到对象的引用地址

如果两个线程同时调用某个对象的同一方法，则它们都可以访问到这个对象的成员变量，

但每个线程的局部变量副本是独立的

jvm 启动参数

1 系统属性参数

2 运行模式参数

3 堆内存设置参数

4 GC 设置参数

5 分析诊断参数

6 JavaAgen 参数

GC 背景与一般原理

为什么会有 GC

本质上是内存资源的有限性

因此需要大家共享使用，手工申请，手动释放

如果你自己去设计对象回收机制怎么设计

通过一个仓库的例子

有人使用就+1，不用了就登出

实际情况复杂一点

仓库与仓库之间也有关系

如果是一个环的话，大家的计数永远不为 0，会导致内存泄漏-》内存溢出

这个地方跟事务的死锁是一个道理

改进：引用计数-〉引用跟踪

那既然采用了引用跟踪，我们就要想它有什么算法 -》标记清除算法，它是并行 GC 和 CMS GC 的基本原理

标记：遍历所有的可达对象，并在本地内存中分门别类记下

清除：这一步保证了，不可达对象所占用的内存，在之后进行内存分配时可以重用

它的优势就是对于饮用计数的循环依赖问题是可以解决的，因为它只跟踪可达的对象，就算形成了一个环，但是如果都是不可达的，那么在引用跟踪也会清除

除了清除还要做压缩，就是碎片整理

怎么才能标记和清除上百万对象，答案就是 STW，让全世界停下来

怎么理解 STW，就是一个阿姨打扫屋子的案例，很多人在屋子里走来走去，要打扫屋子了，就让他们先出去

对象分配在新生的 Eden 区域

标记阶段 Eden 区存活的对象就会复制到存活区

注意：为什么是复制，不是移动

两个存活区 from 和 to,互换角色。

对象存活到一定周期会提升到老年代

由参数控制提升阈值

老年代默认都是存活对象，采用移动方式

1.标记所有通过 GC roots 可达的对象

2 删除所有不可达对象

3 整理老年代空间中的内容，方法是将所有的存活对象复制，从老年代空间

开始的地方依次存放

新生代

发生 minor gc 时，用的是标记复制算法

java 新生代为什么要有两个 survivor 区

1）survivior 存在的意义就是做一个预筛选，减少被送到老年代的对象，进而减少 FULLGC 的发生

2）设置两个 survivor 区最大的好处就是解决了碎片化

串行 GC

Serial GC

并行 GC

Parallel GC

jdk6,7,8 默认都是并行 GC，再之上的版本 9 以后都是 G1

CMS GC

设置目标是避免在老年代垃圾收集时出现长时间的卡顿

还是阿姨打扫房间的例子，并行 GC 就是先让人出去，多个阿姨打扫房间。

CMS GC 就是先不用出去，让出 1/4 的空间，我们一块儿一块儿的打扫

六个阶段

1）初始标记

2）并发标记

3）并发预清理

4）最终标记

5）并发清除

6）并发重置

重置 CMS 算法相关的内部数据，为下一次 GC 循环做准备

CMS 优缺点

最大的问题就是老年代内存碎片问题

G1 GC

G1 GC 最主要的设计目标是：将 STW 停顿的时间和分布，变成预期且可配置的

G1 GC 堆不再分成年轻代和老年代，而是划分为多个小块，每个小块可能一会被定义成 Eden 区，

一会被指定为 Survivor 区域、或者 Old 区

ZGC

java11 引入

Shenandoah GC

java12 引入