架构师训练营——第 9 周学习总结

JVM 虚拟机原理

JVM 组成架构

Java 是一种跨平台的语言，JVM 屏蔽了底层系统的不同，为 Java 字节码文件构造了一个统一的运行环境。

JVM 核心组成部分：

• 类加载器

• 运行期数据区

• 方法区 - 所有线程共享区域

• 堆 - 所有线程共享区域

• Java 栈 - 每个线程独享

• 程序计数寄存器 - 每个线程独享

• 执行引擎

线程工作内存 & volatile

• 线程操作主内存变量，需要通过线程独有的工作内存拷贝主内存变量副本来进行。

• 一个共享变量被 volatile 修饰之后，保证了不同对这个变量进行操作时的可见性。

JVM 垃圾回收

• JVM 垃圾回收就是在 JVM 堆中的已经不在被使用的对象清理掉，释放内存资源；

• JVM 通过一种可达性分析算法进行垃圾对象的识别，对被引用的对象进行标记，那些没有标记的对象就是可回收的垃圾对象了。

• JVM 回收垃圾对象占用的资源主要有 3 种方法：1.清理 2.压缩 3.复制

• JVM 在具体垃圾回收时会进行分代垃圾回收。具体实现：JVM 将堆空间分成新生代和老年代两个区，新建的对象都存放在新生代，当新生代空间不足时，只对新生代进行垃圾回收，这样需要处理的内存空间就比较小，垃圾回收速度就比较快。

• 采用串行、并行、并发或 G1 等算法对内存进行回收，在回收过程中会产生 STW（Stop The World）现象。

JVM 性能诊断工具

基本工具：JPS、JSTAT、JMAP、JSTACK

集成工具：JConsole、JVisualVM

Java 代码优化

合理并谨慎使用对线程

竞态条件和临界区

Java 线程安全

Java 内存泄漏

• 如果程序保留对永远不再使用的对象的引用，这些对象将会占用并耗尽内存

• 合理使用线程池和对象池

• 使用合适的 JDK 容器类

• 缩短对象生命周期，加速垃圾回收

• 使用 I/O buffer 及 NIO

• 优先使用组合代替继承

• 合理使用单例模式

• 计算机的任何问题都可以通过虚拟层（或者中间层）解决