JVM虚拟机
JVM位置
JVM体系结构
类加载器
作用：加载class文件
1.虚拟机自带的加载器
2.启动类(根)加载器
3.扩展类加载器
4.应用程序加载器
寻找：4 => 3 => 2 => 1
双亲委派机制
当某个类加载器需要加载某个.class文件时，它首先把这个任务委托给他的上级类加载器，递归这个操作，如果上级的类加载器没有加载，自己才会去加载这个类。
类加载器的类别
- BootstrapClassLoader（启动类加载器）
c++编写，加载java核心库 java.*,构造ExtClassLoader和AppClassLoader。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，开发者无法直接获取到启动类加载器的引用，所以不允许直接通过引用进行操作
- ExtClassLoader （标准扩展类加载器）
java编写，加载扩展库，如classpath中的jre ，javax.*或者java.ext.dir 指定位置中的类，开发者可以直接使用标准扩展类加载器。
- AppClassLoader（系统类加载器）
java`编写，加载程序所在的目录，如`user.dir`所在的位置的`class- CustomClassLoader（用户自定义类加载器）
java编写,用户自定义的类加载器,可加载指定路径的class文件
- 源码分析
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 首先检查这个classsh是否已经加载过了
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
// c==null表示没有加载，如果有父类的加载器则让父类加载器加载
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
//如果父类的加载器为空 则说明递归到bootStrapClassloader了
//bootStrapClassloader比较特殊无法通过get获取
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {}
if (c == null) {
//如果bootstrapClassLoader 仍然没有加载过，则递归回来，尝试自己去加载class
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}1.类加载器收到类加载的请求
2.讲这个请求向上委托给父类加载器完成，一直向上委托，直到启动类加载器
3.启动类加载皮检查是否能够加载这个类，能加载就结束，使用当前加载器，否则抛出异常，通知子加载器进行加载
4.重复步骤3
Native
public static void main(String[] args) {
new Thread(()->{
},"t1").start();
}
//native：凡是带了native 关键字的方法，说明java的作用范围达不到，会去调底层的C语言的库
//进入本地方法栈
//调用本地接口 JNI
//JNI作用：扩展java，融合不同语言
//他在内存区域中专门开辟一块标记区域 Native Method Stack 等级native方法
//在最终执行的时候，通过 JNI 加载本地方法库中的方法方法区：所有线程共享，所有定义方法的信息都在该区域。
静态变量、常量、类信息（构造方法、接口定义）、运行时的常量池存在方法区中，但是 实例变量存在堆内存中，和方法区无关。（static、final、Class、常量池）
堆
一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。
类加载器读取了类文件后，一般会把什么东西放到堆中?类，方法，常量，变量~，保存我们所有引用类型的真实对象;
堆内存中还要细分为三个区域:
- 新生区(伊甸园区)
- 养老区
- 永久区
JDK1.8之前
GC 垃圾回收主要在伊甸园区和养老区，假设内存满了，出现OOM，对内存不够。
新生区
- 类：诞生和成长的地方，甚至死亡
- 伊甸园区：所有的对象都是在伊甸园区new出来的
- 幸存者区 0 1
真相：99%的对象都是临时对象。
老年区
永久区
这个区域常驻内存的。用来存放JDK自身携带的Class对象。Interface元数据，存储的是Java运行时的一些环境或类信息，这个区域不存在垃圾回收!关闭VM虚拟就会释放这个区域的内存
一个启动类，加载了大量的第三方jar包。Tomcat部署了太多的应用，大量动态生成的反射类。不断的被加载。直到内存满，就会出现OOM;
- jdk1.6之前：永久代，常量池是在方法区;
- jdk1.7 ：永久代，但是慢慢的退化了，去永久代，常量池在堆中
- jdk1.8之后：无永久代，常量池在元空间
元空间：在堆的概念上，逻辑上存在，物理上不存在
public class Jvm03 {
public static void main(String[] args) {
//返回虚拟机试图使用的最大内存
long max = Runtime.getRuntime().maxMemory();
//返回jvm的初始化总内存
long total = Runtime.getRuntime().totalMemory();
System.out.println("max=" + max + "字节\t" +(max/(double)1024/1024)+"MB");
System.out.println("max=" + total + "字节\t" +(total/(double)1024/1024)+"MB");
//默认情况下，分配的总内存是电脑的1/4，初始化内存是1/64
//-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
//OOM:
//1.尝试扩大内存看结果
//2.分析内存，看一下哪个地方吃西安了问题（使用工具）
/* max=1029177344字节 981.5MB
max=1029177344字节 981.5MB
Heap
PSYoungGen total 305664K, used 20971K
eden space 262144K, 8% used
from space 43520K, 0% used
to space 43520K, 0% used
ParOldGen total 699392K, used 0K
object space 699392K, 0% used
Metaspace used 3450K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 376K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
*/
//305664K + 699392K = 1005056K = 981.5M
}
}public class Jvm02 {
public static void main(String[] args) {
String str = "hiohoihoihiohiohoihoihoihoihoihiohoihoihoihoih";
while (true){
str = str + new Random().nextInt(888888888) + new Random().nextInt(999999999);
}
}
//Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
}使用 JProfiler 工具分析OOM原因，Runtime就是调优的类
Java 对象在内存中的实例化过程
在类的实例化过程中，内存会使用到的三个区域：栈区、堆区、方法区。
- 堆区：
- 存储的全部都是对象，每个对象包含了一个与之对应的 class 类的信息。
- jvm 只有一个堆区(steap)，它会被所有线程共享，堆中不存放基本数据类型和对象引用，它只存放对象本身。
- 栈区:
- 每个线程都包含一个栈区，栈中只保存基本数据类型的值和对象以及基础数据的引用。
- 每个栈中的数据（基本数据类型和对象的引用）都是私有的，其它栈是无法进行访问的。
- 栈分为三个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。
- 方法区：
- 又被称为静态区，它跟堆一样，被所有的线程共享，方法区包含所有的 class 信息 和 static修饰的变量。
- 方法区中包含的都是整个程序中永远唯一的元素，如：class、static变量。
垃圾回收(GC)
JVM在进行GC时，并不是对这三个区域统一回收。大部分时候。回收都是新生代。
- 新生代
- 伊甸园区
- 幸存区(form , to)
- 老年区
GC两种类：轻GC(普通的GC) ，重GC(全局GC)
复制算法（新生代主要）
谁空谁是 to from复制到to，保证to永远是空的，减少内存中产生碎片，经过十五次复制，还没有死亡，进入老年区
- 好处：没有内存碎片
- 坏处：浪费内存空间，假设对象100%存活，适用于对象存活度不高的场景。
标记清除算法
- 优点：不需要额外空间
- 缺点：两次扫描，浪费时间，会产生内存碎片
标记压缩算法
引用计数器
总结
内存效率：复制算法>标记清除算法>标记压缩算法（时间复杂度）
内存整齐度：复制算法=标记压缩算法>标记清除算法
内存利用率：标记压缩算法=标记清除算法>复制算法
GC：分代收集算法
新生代：复制算法，存活率低
老年代：标记清除+标记压缩 （内存碎片不是太多）
JMM
1.什么是JMM？
JMM（Java内存模型）本身是一种抽象的概念并不真实存在，它描述的是一组规则或规范，通过这组规范定义了程序中各个变量（包括实例字段，静态字段和构成数组对象的元素）的访问方式。
2.JMM是干什么的？
作用：缓存一致性协议。用于定义数据读写的规则（遵守）
JMM定义了线程工作和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存(Main Memory)中，每个线程都有一个私有的本地内存(Local Memory)
可见性问题：
解决共享对象可见性这个问题: volilate
3.怎么学习？
volilate：解决问题
JMM是一种抽象的概念，并发问题。
