目錄：
HotSpot 虛擬機(jī)詳解：
類加載機(jī)制：
JMM Java內(nèi)存模型：
Java運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)：
堆的內(nèi)存劃分：
JVM優(yōu)化：
GC垃圾回收：
一 HOTSPOT虛擬機(jī)詳解
1、 Java對(duì)象創(chuàng)建過(guò)程：

（1）虛擬機(jī)遇到一條new指令時(shí)，首先檢查這個(gè)指令的參數(shù)能否在常量池中定位到一個(gè)類的符號(hào)引用，并檢查這個(gè)符號(hào)引用代表的類是否已經(jīng)加載、連接和初始化。如果沒有，就執(zhí)行該類的加載過(guò)程。
（2）**為該對(duì)象分配內(nèi)存。**A、假設(shè)Java堆是規(guī)整的，所有用過(guò)的內(nèi)存放在一邊，空閑的內(nèi)存放在另外一邊，中間放著一個(gè)指針作為分界點(diǎn)的指示器。那分配內(nèi)存只是把指針向空閑空間那邊挪動(dòng)與對(duì)象大小相等的距離，這種分配稱為“指針碰撞”
B、假設(shè)Java堆不是規(guī)整的，用過(guò)的內(nèi)存和空閑的內(nèi)存相互交錯(cuò)，那就沒辦法進(jìn)行“指針碰撞”。虛擬機(jī)通過(guò)維護(hù)一個(gè)列表，記錄哪些內(nèi)存塊是可用的，在分配的時(shí)候找出一塊足夠大的空間分配給對(duì)象實(shí)例，并更新表上的記錄。這種分配方式稱為“空閑列表“。
C、使用哪種分配方式由Java堆是否規(guī)整決定。Java堆是否規(guī)整由所采用的垃圾收集器是否帶有壓縮整理功能決定。
D、分配對(duì)象保證線程安全的做法：虛擬機(jī)使用CAS失敗重試的方式保證更新操作的原子性。（實(shí)際上還有另外一種方案：每個(gè)線程在Java堆中預(yù)先分配一小塊內(nèi)存，稱為本地線程分配緩沖，TLAB。哪個(gè)線程要分配內(nèi)存，就在哪個(gè)線程的TLAB上分配，只有TLAB用完并分配新的TLAB時(shí)，才進(jìn)行同步鎖定。虛擬機(jī)是否使用TLAB，由-XX:+/-UseTLAB參數(shù)決定）
（3）虛擬機(jī)為分配的內(nèi)存空間初始化為零值（默認(rèn)值）（4）虛擬機(jī)對(duì)對(duì)象進(jìn)行必要的設(shè)置，例如這個(gè)對(duì)象是哪個(gè)類的實(shí)例、如何才能找到對(duì)象的元數(shù)據(jù)信息、對(duì)象的Hash碼、對(duì)象的GC分代年齡等信息。這些信息存放在對(duì)象的對(duì)象頭中。（5） 執(zhí)行方法，把對(duì)象按照程序員的意愿進(jìn)行初始化。2、 對(duì)象的定位訪問(wèn)的方式（通過(guò)引用如何去定位到堆上的具體對(duì)象的位置）：（1）句柄：使用句柄的方式，Java堆中將會(huì)劃分出一塊內(nèi)存作為作為句柄池，引用中存儲(chǔ)的就是對(duì)象的句柄的地址。而句柄中包含了對(duì)象實(shí)例數(shù)據(jù)和對(duì)象類型數(shù)據(jù)的地址。

（2）直接指針：使用直接指針的方式，引用中存儲(chǔ)的就是對(duì)象的地址。Java堆對(duì)象的布局必須必須考慮如何去訪問(wèn)對(duì)象類型數(shù)據(jù)。

（3）兩種方式各有優(yōu)點(diǎn)：A、使用句柄訪問(wèn)的好處是引用中存放的是穩(wěn)定的句柄地址，當(dāng)對(duì)象被移動(dòng)（比如說(shuō)垃圾回收時(shí)移動(dòng)對(duì)象），只會(huì)改變句柄中實(shí)例數(shù)據(jù)指針，而引用本身不會(huì)被修改。B、使用直接指針，節(jié)省了一次指針定位的時(shí)間開銷。3、HotSpot的GC算法實(shí)現(xiàn)：（1）HotSpot怎么快速找到GC Root？HotSpot使用一組稱為OopMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在類加載完成的時(shí)候，HotSpot就把對(duì)象內(nèi)什么偏移量上是什么類型的數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)，在JIT編譯過(guò)程中，也會(huì)在棧和寄存器中哪些位置是引用。這樣子，在GC掃描的時(shí)候，就可以直接知道哪些是可達(dá)對(duì)象了。（2）安全點(diǎn)：A、HotSpot只在特定的位置生成OopMap，這些位置稱為安全點(diǎn)。B、程序執(zhí)行過(guò)程中并非所有地方都可以停下來(lái)開始GC，只有在到達(dá)安全點(diǎn)是才可以暫停。C、安全點(diǎn)的選定基本上以“是否具有讓程序長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行“的特征選定的。比如說(shuō)方法調(diào)用、循環(huán)跳轉(zhuǎn)、異常跳轉(zhuǎn)等。具有這些功能的指令才會(huì)產(chǎn)生Safepoint。（3）中斷方式：

A、搶占式中斷：在GC發(fā)生時(shí)，首先把所有線程中斷，如果發(fā)現(xiàn)有線程不在安全點(diǎn)上，就恢復(fù)線程，讓它跑到安全點(diǎn)上。
B、主動(dòng)式中斷：GC需要中斷線程時(shí)，不直接對(duì)線程操作，僅僅設(shè)置一個(gè)標(biāo)志，各個(gè)線程執(zhí)行時(shí)主動(dòng)去輪詢這個(gè)標(biāo)志，當(dāng)發(fā)現(xiàn)中斷標(biāo)記為真就自己中斷掛起。輪詢標(biāo)記的地方和安全點(diǎn)是重合的。
（5）安全區(qū)域：一段代碼片段中，對(duì)象的引用關(guān)系不會(huì)發(fā)生變化，在這個(gè)區(qū)域中任何地方開始GC都是安全的。在線程進(jìn)入安全區(qū)域時(shí)，它首先標(biāo)志自己已經(jīng)進(jìn)入安全區(qū)域，在這段時(shí)間里，當(dāng)JVM發(fā)起GC時(shí)，就不用管進(jìn)入安全區(qū)域的線程了。在線程將要離開安全區(qū)域時(shí)，它檢查系統(tǒng)是否完成了GC過(guò)程，如果完成了，它就繼續(xù)前行。否則，它就必須等待直到收到可以離開安全區(qū)域的信號(hào)。4、 GC時(shí)為什么要停頓所有Java線程？因?yàn)镚C先進(jìn)行可達(dá)性分析?？蛇_(dá)性分析是判斷GC Root對(duì)象到其他對(duì)象是否可達(dá)，假如分析過(guò)程中對(duì)象的引用關(guān)系在不斷變化，分析結(jié)果的準(zhǔn)確性就無(wú)法得到保證。5、 CMS收集器：（1）一種以獲取最短回收停頓時(shí)間為目標(biāo)的收集器。（2）一般用于互聯(lián)網(wǎng)站或者B/S系統(tǒng)的服務(wù)端（3）基于標(biāo)記-清除算法的實(shí)現(xiàn)，不過(guò)更為復(fù)雜，整個(gè)過(guò)程為4個(gè)步驟：

A、初始標(biāo)記：標(biāo)記GC Root能直接引用的對(duì)象
B、并發(fā)標(biāo)記：利用多線程對(duì)每個(gè)GC Root對(duì)象進(jìn)行tracing搜索，在堆中查找其下所有能關(guān)聯(lián)到的對(duì)象。
C、重新標(biāo)記：為了修正并發(fā)標(biāo)記期間，用戶程序繼續(xù)運(yùn)作而導(dǎo)致標(biāo)志產(chǎn)生變動(dòng)的那一部分對(duì)象的標(biāo)記記錄。
D、并發(fā)清除：利用多個(gè)線程對(duì)標(biāo)記的對(duì)象進(jìn)行清除
（4）由于耗時(shí)最長(zhǎng)的并發(fā)標(biāo)記和并發(fā)清除操作都是用戶線程一起工作，所以總體來(lái)說(shuō)，CMS的內(nèi)存回收工作是和用戶線程一起并發(fā)執(zhí)行的。（5）缺點(diǎn)：

A、對(duì)CPU資源占用比較多?？赡芤?yàn)檎加靡徊糠諧PU資源導(dǎo)致應(yīng)用程序響應(yīng)變慢。
B、CMS無(wú)法處理浮動(dòng)垃圾。在并發(fā)清除階段，用戶程序繼續(xù)運(yùn)行，可能產(chǎn)生新的內(nèi)存垃圾，這一部分垃圾出現(xiàn)在標(biāo)記過(guò)程之后，因此，CMS無(wú)法清除。這部分垃圾稱為“浮動(dòng)垃圾“
C、需要預(yù)留一部分內(nèi)存，在垃圾回收時(shí)，給用戶程序使用。
D、基于標(biāo)記-清除算法，容易產(chǎn)生大量?jī)?nèi)存碎片，導(dǎo)致full GC（full GC進(jìn)行內(nèi)存碎片的整理）
6、 對(duì)象頭部分的內(nèi)存布局：HotSpot的對(duì)象頭分為兩部分，第一部分用于存儲(chǔ)對(duì)象自身的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)，比如哈希碼、GC分代年齡等。另外一部分用于指向方法區(qū)對(duì)象類型數(shù)據(jù)的指針。7、 偏向鎖：偏向鎖偏向于第一個(gè)獲取它的線程，如果在接下來(lái)的執(zhí)行過(guò)程，沒有其他線程獲取該鎖，則持有偏向鎖的線程永遠(yuǎn)不需要同步。（當(dāng)一個(gè)線程獲取偏向鎖，它每次進(jìn)入這個(gè)鎖相關(guān)的同步塊，虛擬機(jī)不在進(jìn)行任何同步操作。當(dāng)有另外一個(gè)線程嘗試獲取這個(gè)鎖時(shí)，偏向模式宣告結(jié)束）
二類加載 過(guò)程

2.1、 概念：類加載器把class文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中，存放在方法區(qū)，然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class對(duì)象，用來(lái)封裝類在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。類加載的步驟如下：1、加載：查找并加載類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)（把class文件里面的信息加載到內(nèi)存里面）2、連接：把內(nèi)存中類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)合并到虛擬機(jī)的運(yùn)行時(shí)環(huán)境中（1）驗(yàn)證：確保被加載的類的正確性。包括：

A、類文件的結(jié)構(gòu)檢查：檢查是否滿足Java類文件的固定格式
B、語(yǔ)義檢查：確保類本身符合Java的語(yǔ)法規(guī)范
C、字節(jié)碼驗(yàn)證：確保字節(jié)碼流可以被Java虛擬機(jī)安全的執(zhí)行。字節(jié)碼流是操作碼組成的序列。每一個(gè)操作碼后面都會(huì)跟著一個(gè)或者多個(gè)操作數(shù)。字節(jié)碼檢查這個(gè)步驟會(huì)檢查每一個(gè)操作碼是否合法。
D、二進(jìn)制兼容性驗(yàn)證：確保相互引用的類之間是協(xié)調(diào)一致的。
（2）準(zhǔn)備：為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存，并將其初始化為默認(rèn)值（3）解析：把類中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用（比如說(shuō)方法的符號(hào)引用，是有方法名和相關(guān)描述符組成，在解析階段，JVM把符號(hào)引用替換成一個(gè)指針，這個(gè)指針就是直接引用，它指向該類的該方法在方法區(qū)中的內(nèi)存位置）3、初始化：為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值。當(dāng)靜態(tài)變量的等號(hào)右邊的值是一個(gè)常量表達(dá)式時(shí)，不會(huì)調(diào)用static代碼塊進(jìn)行初始化。只有等號(hào)右邊的值是一個(gè)運(yùn)行時(shí)運(yùn)算出來(lái)的值，才會(huì)調(diào)用static初始化。
2.2、雙親委派模型：1、當(dāng)一個(gè)類加載器收到類加載請(qǐng)求的時(shí)候，它首先不會(huì)自己去加載這個(gè)類的信息，而是把該請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給父類加載器，依次向上。所以所有的類加載請(qǐng)求都會(huì)被傳遞到父類加載器中，只有當(dāng)父類加載器中無(wú)法加載到所需的類，子類加載器才會(huì)自己嘗試去加載該類。當(dāng)當(dāng)前類加載器和所有父類加載器都無(wú)法加載該類時(shí)，拋出ClassNotFindException異常。2、意義：

提高系統(tǒng)的安全性。用戶自定義的類加載器不可能加載應(yīng)該由父加載器加載的可靠類。（比如用戶定義了一個(gè)惡意代碼，自定義的類加載器首先讓系統(tǒng)加載器去加載，系統(tǒng)加載器檢查該代碼不符合規(guī)范，于是就不繼續(xù)加載了）
3、定義類加載器：如果某個(gè)類加載器能夠加載一個(gè)類，那么這個(gè)類加載器就叫做定義類加載器4、初始類加載器：定義類加載器及其所有子加載器都稱作初始類加載器。5、運(yùn)行時(shí)包：（1）由同一個(gè)類加載器加載并且擁有相同包名的類組成運(yùn)行時(shí)包（2）只有屬于同一個(gè)運(yùn)行時(shí)包的類，才能訪問(wèn)包可見（default）的類和類成員。作用是 限制用戶自定義的類冒充核心類庫(kù)的類去訪問(wèn)核心類庫(kù)的包可見成員。6、加載兩份相同的class對(duì)象的情況：A和B不屬于父子類加載器關(guān)系，并且各自都加載了同一個(gè)類。

、特點(diǎn)：1、全盤負(fù)責(zé)：當(dāng)一個(gè)類加載器加載一個(gè)類時(shí)，該類所依賴的其他類也會(huì)被這個(gè)類加載器加載到內(nèi)存中。2、緩存機(jī)制：所有的Class對(duì)象都會(huì)被緩存，當(dāng)程序需要使用某個(gè)Class時(shí)，類加載器先從緩存中查找，找不到，才從class文件中讀取數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成Class對(duì)象，存入緩存中。

、 類加載器：兩種類型的類加載器：1、 JVM自帶的類加載器（3種）：（1）根類加載器（Bootstrap）：a、C++編寫的，程序員無(wú)法在程序中獲取該類b、負(fù)責(zé)加載虛擬機(jī)的核心庫(kù)，比如java.lang.Objectc、沒有繼承ClassLoader類（2）擴(kuò)展類加載器（Extension）：a、Java編寫的，從指定目錄中加載類庫(kù)b、父加載器是根類加載器c、是ClassLoader的子類d、如果用戶把創(chuàng)建的jar文件放到指定目錄中，也會(huì)被擴(kuò)展加載器加載。
（3）系統(tǒng)加載器（System）或者應(yīng)用加載器(App)：a、Java編寫的
b、父加載器是擴(kuò)展類加載器
c、從環(huán)境變量或者class.path中加載類
d、是用戶自定義類加載的默認(rèn)父加載器e、是ClassLoader的子類
2、用戶自定義的類加載器：（1）Java.lang.ClassLoader類的子類（2）用戶可以定制類的加載方式（3）父類加載器是系統(tǒng)加載器（4）編寫步驟：A、繼承ClassLoaderB、重寫findClass方法。從特定位置加載class文件，得到字節(jié)數(shù)組，然后利用defineClass把字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)化為Class對(duì)象（5）為什么要自定義類加載器？A、可以從指定位置加載class文件，比如說(shuō)從數(shù)據(jù)庫(kù)、云端加載class文件B、加密：Java代碼可以被輕易的反編譯，因此，如果需要對(duì)代碼進(jìn)行加密，那么加密以后的代碼，就不能使用Java自帶的ClassLoader來(lái)加載這個(gè)類了，需要自定義ClassLoader，對(duì)這個(gè)類進(jìn)行解密，然后加載。

問(wèn)題：Java程序?qū)︻惖膱?zhí)行有幾種方式：1、 主動(dòng)使用（6種情況）：JVM必須在每個(gè)類“首次 主動(dòng)使用”的時(shí)候，才會(huì)初始化這些類。（1） 創(chuàng)建類的實(shí)例（2） 讀寫某個(gè)類或者接口的靜態(tài)變量（3） 調(diào)用類的靜態(tài)方法（4） 同過(guò)反射的API（Class.forName()）獲取類（5） 初始化一個(gè)類的子類（6） JVM啟動(dòng)的時(shí)候，被標(biāo)明啟動(dòng)類的類（包含Main方法的類）只有當(dāng)程序使用的靜態(tài)變量或者靜態(tài)方法確實(shí)在該類中定義時(shí)，該可以認(rèn)為是對(duì)該類或者接口的主動(dòng)使用。2、 被動(dòng)使用：除了主動(dòng)使用的6種情況，其他情況都是被動(dòng)使用，都不會(huì)導(dǎo)致類的初始化。3、 JVM規(guī)范允許類加載器在預(yù)料某個(gè)類將要被使用的時(shí)候，就預(yù)先加載它。如果該class文件缺失或者存在錯(cuò)誤，則在程序“首次 主動(dòng)使用”的時(shí)候，才報(bào)告這個(gè)錯(cuò)誤。（Linkage Error錯(cuò)誤）。如果這個(gè)類一直沒有被程序“主動(dòng)使用”，就不會(huì)報(bào)錯(cuò)。

類加載機(jī)制與接口：1、 當(dāng)Java虛擬機(jī)初始化一個(gè)類時(shí)，不會(huì)初始化該類實(shí)現(xiàn)的接口。2、 在初始化一個(gè)接口時(shí)，不會(huì)初始化這個(gè)接口父接口。3、 只有當(dāng)程序首次使用該接口的靜態(tài)變量時(shí)，才導(dǎo)致該接口的初始化。

ClassLoader：1、 調(diào)用Classloader的loadClass方法去加載一個(gè)類，不是主動(dòng)使用，因此不會(huì)進(jìn)行類的初始化。

類的卸載：1、 有JVM自帶的三種類加載器（根、擴(kuò)展、系統(tǒng)）加載的類始終不會(huì)卸載。因?yàn)镴VM始終引用這些類加載器，這些類加載器使用引用他們所加載的類，因此這些Class類對(duì)象始終是可到達(dá)的。2、 由用戶自定義類加載器加載的類，是可以被卸載的。
三 JMM JAVA內(nèi)存模型

1、 Java的并發(fā)采用“共享內(nèi)存”模型，線程之間通過(guò)讀寫內(nèi)存的公共狀態(tài)進(jìn)行通訊。多個(gè)線程之間是不能通過(guò)直接傳遞數(shù)據(jù)交互的，它們之間交互只能通過(guò)共享變量實(shí)現(xiàn)。
2、 主要目的是定義程序中各個(gè)變量的訪問(wèn)規(guī)則。
3、 Java內(nèi)存模型規(guī)定所有變量都存儲(chǔ)在主內(nèi)存中，每個(gè)線程還有自己的工作內(nèi)存。
（1） 線程的工作內(nèi)存中保存了被該線程使用到的變量的拷貝（從主內(nèi)存中拷貝過(guò)來(lái)），線程對(duì)變量的所有操作都必須在工作內(nèi)存中執(zhí)行，而不能直接訪問(wèn)主內(nèi)存中的變量。（2） 不同線程之間無(wú)法直接訪問(wèn)對(duì)方工作內(nèi)存的變量，線程間變量值的傳遞都要通過(guò)主內(nèi)存來(lái)完成。
（3） 主內(nèi)存主要對(duì)應(yīng)Java堆中實(shí)例數(shù)據(jù)部分。工作內(nèi)存對(duì)應(yīng)于虛擬機(jī)棧中部分區(qū)域。
4、Java線程之間的通信由內(nèi)存模型JMM（Java Memory Model）控制。
（1）JMM決定一個(gè)線程對(duì)變量的寫入何時(shí)對(duì)另一個(gè)線程可見。
（2）線程之間共享變量存儲(chǔ)在主內(nèi)存中
3）每個(gè)線程有一個(gè)私有的本地內(nèi)存，里面存儲(chǔ)了讀/寫共享變量的副本。
（4）JMM通過(guò)控制每個(gè)線程的本地內(nèi)存之間的交互，來(lái)為程序員提供內(nèi)存可見性保證。5、可見性、有序性：（1）當(dāng)一個(gè)共享變量在多個(gè)本地內(nèi)存中有副本時(shí)，如果一個(gè)本地內(nèi)存修改了該變量的副本，其他變量應(yīng)該能夠看到修改后的值，此為可見性。（2）保證線程的有序執(zhí)行，這個(gè)為有序性。（保證線程安全）6、內(nèi)存間交互操作：（1）lock（鎖定）：作用于主內(nèi)存的變量，把一個(gè)變量標(biāo)識(shí)為一條線程獨(dú)占狀態(tài)。（2）unlock（解鎖）：作用于主內(nèi)存的變量，把一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的變量釋放出來(lái)，釋放后的變量才可以被其他線程鎖定。（3）read（讀取）：作用于主內(nèi)存變量，把主內(nèi)存的一個(gè)變量讀取到工作內(nèi)存中。（4）load（載入）：作用于工作內(nèi)存，把read操作讀取到工作內(nèi)存的變量載入到工作內(nèi)存的變量副本中（5）use（使用）：作用于工作內(nèi)存的變量，把工作內(nèi)存中的變量值傳遞給一個(gè)執(zhí)行引擎。（6）assign（賦值）：作用于工作內(nèi)存的變量。把執(zhí)行引擎接收到的值賦值給工作內(nèi)存的變量。（7）store（存儲(chǔ)）：把工作內(nèi)存的變量的值傳遞給主內(nèi)存（8）write（寫入）：把store操作的值入到主內(nèi)存的變量中6.1、注意：（1）不允許read、load、store、write操作之一單獨(dú)出現(xiàn)（2）不允許一個(gè)線程丟棄assgin操作（3）不允許一個(gè)線程不經(jīng)過(guò)assgin操作，就把工作內(nèi)存中的值同步到主內(nèi)存中（4）一個(gè)新的變量只能在主內(nèi)存中生成（5）一個(gè)變量同一時(shí)刻只允許一條線程對(duì)其進(jìn)行l(wèi)ock操作。但lock操作可以被同一條線程執(zhí)行多次，只有執(zhí)行相同次數(shù)的unlock操作，變量才會(huì)解鎖（6）如果對(duì)一個(gè)變量進(jìn)行l(wèi)ock操作，將會(huì)清空工作內(nèi)存中此變量的值，在執(zhí)行引擎使用這個(gè)變量前，需要重新執(zhí)行l(wèi)oad或者assgin操作初始化變量的值。（7）如果一個(gè)變量沒有被鎖定，不允許對(duì)其執(zhí)行unlock操作，也不允許unlock一個(gè)被其他線程鎖定的變量（8）對(duì)一個(gè)變量執(zhí)行unlock操作之前，需要將該變量同步回主內(nèi)存中
四Java運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)
Java虛擬機(jī)在執(zhí)行Java程序的過(guò)程中會(huì)將其管理的內(nèi)存劃分為若干個(gè)不同的數(shù)據(jù)區(qū)域，這些區(qū)域有各自的用途、創(chuàng)建和銷毀的時(shí)間，有些區(qū)域隨虛擬機(jī)進(jìn)程的啟動(dòng)而存在，有些區(qū)域則是依賴用戶線程的啟動(dòng)和結(jié)束來(lái)建立和銷毀。Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存包括以下幾個(gè)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域，如圖：

1、程序計(jì)數(shù)器（指向當(dāng)前字節(jié)碼指令）：指向當(dāng)前線程正在執(zhí)行的字節(jié)碼指令。線程私有的。
2、虛擬機(jī)棧（方法的出棧入棧）：虛擬機(jī)棧是Java執(zhí)行方法的內(nèi)存模型。每個(gè)方法被執(zhí)行的時(shí)候，都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀，把棧幀壓人棧，當(dāng)方法正常返回或者拋出未捕獲的異常時(shí)，棧幀就會(huì)出棧。（1）棧幀：棧幀存儲(chǔ)方法的相關(guān)信息，包含局部變量數(shù)表、返回值、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接a、局部變量表：包含了方法執(zhí)行過(guò)程中的所有變量。局部變量數(shù)組所需要的空間在編譯期間完成分配，在方法運(yùn)行期間不會(huì)改變局部變量數(shù)組的大小。b、返回值：如果有返回值的話，壓入調(diào)用者棧幀中的操作數(shù)棧中，并且把PC的值指向 方法調(diào)用指令 后面的一條指令地址。c、操作數(shù)棧：操作變量的內(nèi)存模型。操作數(shù)棧的最大深度在編譯的時(shí)候已經(jīng)確定（寫入方法區(qū)code屬性的max_stacks項(xiàng)中）。操作數(shù)棧的的元素可以是任意Java類型，包括long和double，32位數(shù)據(jù)占用棧空間為1，64位數(shù)據(jù)占用2。方法剛開始執(zhí)行的時(shí)候，棧是空的，當(dāng)方法執(zhí)行過(guò)程中，各種字節(jié)碼指令往棧中存取數(shù)據(jù)。d、動(dòng)態(tài)鏈接：每個(gè)棧幀都持有在運(yùn)行時(shí)常量池中該棧幀所屬方法的引用，持有這個(gè)引用是為了支持方法調(diào)用過(guò)程中的動(dòng)態(tài)鏈接。（2）線程私有
3、本地方法棧：（1）調(diào)用本地native的內(nèi)存模型（2）線程獨(dú)享
4、方法區(qū)（類信息）：用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯后的代碼等數(shù)據(jù)（1）線程共享的
（2）運(yùn)行時(shí)常量池：
A、是方法區(qū)的一部分
B、存放編譯期生成的各種字面量和符號(hào)引用
C、Class文件中除了存有類的版本、字段、方法、接口等描述信息，還有一項(xiàng)是常量池，存有這個(gè)類的 編譯期生成的各種字面量和符號(hào)引用，這部分內(nèi)容將在類加載后，存放到方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池中。
5、堆（Heap）：Java對(duì)象存儲(chǔ)的地方（1）Java堆是虛擬機(jī)管理的內(nèi)存中最大的一塊（2）Java堆是所有線程共享的區(qū)域（3）在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建（4）此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對(duì)象實(shí)例，幾乎所有對(duì)象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存。存放new生成的對(duì)象和數(shù)組（5）Java堆是垃圾收集器管理的內(nèi)存區(qū)域，因此很多時(shí)候稱為“GC堆”

Java堆的內(nèi)存劃分如圖所示，分別為年輕代、Old Memory（老年代）、Perm（永久代）。其中在Jdk1.8中，永久代被移除，使用MetaSpace代替。
所以JDK8中是年輕代 老年代 元數(shù)據(jù)區(qū)
1、新生代：（1）使用復(fù)制清除算法（Copinng算法），原因是年輕代每次GC都要回收大部分對(duì)象。新生代里面分成一份較大的Eden空間和兩份較小的Survivor空間。每次只使用Eden和其中一塊Survivor空間，然后垃圾回收的時(shí)候，把存活對(duì)象放到未使用的Survivor（劃分出from、to）空間中，清空Eden和剛才使用過(guò)的Survivor空間。（2）分為Eden、Survivor From、Survivor To，比例默認(rèn)為8：1：1（3）內(nèi)存不足時(shí)發(fā)生Minor GC
2、老年代：（1）采用標(biāo)記-整理算法（mark-compact），原因是老年代每次GC只會(huì)回收少部分對(duì)象。
3 MetaSpace（元空間）：元空間的本質(zhì)和永久代類似，都是對(duì)JVM規(guī)范中方法區(qū)的實(shí)現(xiàn)。不過(guò)元空間與永久代之間最大的區(qū)別在于：元空間并不在虛擬機(jī)中，而是使用本地內(nèi)存。4、堆內(nèi)存的劃分在JVM里面的示意圖：

、判斷對(duì)象是否可回收的方法

2.1 引用計(jì)數(shù)法
引用計(jì)數(shù)法的實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，在對(duì)象中添加一個(gè)引用計(jì)數(shù)器，每當(dāng)有一個(gè)地方引用它時(shí)，計(jì)數(shù)器值就加一；當(dāng)引用失效時(shí)，計(jì)數(shù)器值就減一；任何時(shí)刻計(jì)數(shù)器為零的對(duì)象就是不可能再被使用的。大部分情況下這個(gè)方法是可以發(fā)揮作用的，但是在存在循環(huán)引用的情況下，引用計(jì)數(shù)法就無(wú)能為力了。比如下面這種情況：
public class Student {

public Student friend = null;public static void test() {Student a = new Student();Student b = new Student();a.friend = b;b.friend = a;a = null;b = null;System.gc(); }

}

上述代碼創(chuàng)建了 a 和 b 兩個(gè) Student 實(shí)例，并把它們各自的 friend 字段賦值為對(duì)方，除此之外，這兩個(gè)對(duì)象再無(wú)任何引用，然后將它們都賦值為 null，在這種情況下，這兩個(gè)對(duì)象已經(jīng)不可能再被訪問(wèn)，但是它們因?yàn)榛ハ嘁弥鴮?duì)方，導(dǎo)致它們的引用計(jì)數(shù)都不為零，引用計(jì)數(shù)算法也就無(wú)法回收它們。
可達(dá)性分析法

這個(gè)算法的基本思路就是通過(guò)一系列稱為“GC Roots”的根對(duì)象作為起始節(jié)點(diǎn)集 (GC Root Set)，從這些節(jié)點(diǎn)開始，根據(jù)引用關(guān)系向下搜索，搜索過(guò)程所走過(guò)的路徑稱為“引用鏈” (Reference Chain)，如果某個(gè)對(duì)象到GC Roots間沒有任何引用鏈相連，則說(shuō)明此對(duì)象不再被使用，也就可以被回收了。要進(jìn)行可達(dá)性分析就需要先枚舉根節(jié)點(diǎn) (GC Roots)，在枚舉根節(jié)點(diǎn)過(guò)程中，為防止對(duì)象的引用關(guān)系發(fā)生變化，需要暫停所有用戶線程 (垃圾收集之外的線程)，這種暫停全部用戶線程的行為被稱為 (Stop The World)?？蛇_(dá)性分析法如下圖所示：

可達(dá)性分析法
圖中綠色的都是位于 GC Root Set 中的 GC Roots，所有與其有關(guān)聯(lián)的對(duì)象都是可達(dá)的，被標(biāo)記為藍(lán)色，而所有與其沒有任何關(guān)聯(lián)的對(duì)象都是不可達(dá)的，被標(biāo)記為灰色。即使是不可達(dá)對(duì)象，也并非一定會(huì)被回收，如果該對(duì)象同時(shí)滿足以下幾個(gè)條件，那么它仍有“逃生”的可能：
該對(duì)象有重寫的 finalize()方法 (Object 類中的方法)；
finalize()方法中將其自身鏈接到了引用鏈上；
JVM 此前沒有調(diào)用過(guò)該對(duì)象的finalize()方法 (因?yàn)?JVM 在收集可回收對(duì)象時(shí)會(huì)調(diào)用且僅調(diào)用一次該對(duì)象的finalize()方法)。
不過(guò)由于finalize()方法的運(yùn)行代價(jià)高昂，不確定性大，且無(wú)法保證各個(gè)對(duì)象的調(diào)用順序，所以并不推薦使用。那么 GC Roots 又是何方神圣呢？在 Java 語(yǔ)言中，固定可作為GC Roots的對(duì)象包括以下幾種：
在虛擬機(jī)棧 (棧幀中的本地變量表) 中引用的對(duì)象，比如各個(gè)線程被調(diào)用的方法堆棧中使用到的參數(shù)、局部變量、臨時(shí)變量等。
在方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對(duì)象，比如Java類的引用類型靜態(tài)變量。
在方法區(qū)中常量引用的對(duì)象，比如字符串常量池(String Table)里的引用。
在本地方法棧中JNI (即通常所說(shuō)的Native方法) 引用的對(duì)象。
Java虛擬機(jī)內(nèi)部的引用，如基本數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象，一些常駐的異常對(duì)象 (比如
NullPointExcepiton、OutOfMemoryError) 等，還有系統(tǒng)類加載器。
所有被同步鎖 (synchronized關(guān)鍵字) 持有的對(duì)象。
反映Java虛擬機(jī)內(nèi)部情況的 JM XBean、JVM TI 中注冊(cè)的回調(diào)、本地代碼緩存

垃圾收集算法介紹

1 標(biāo)記-清除算法

標(biāo)記-清除算法的思想很簡(jiǎn)單，顧名思義，該算法的過(guò)程分為標(biāo)記和清除兩個(gè)階段：首先標(biāo)記出所有需要回收的對(duì)象，其中標(biāo)記過(guò)程就是使用可達(dá)性分析法判斷對(duì)象是否屬于垃圾的過(guò)程。在標(biāo)記完成后，統(tǒng)一回收掉所有被標(biāo)記的對(duì)象，也可以反過(guò)來(lái)，標(biāo)記存活的對(duì)象，統(tǒng)一回收所有未被標(biāo)記的對(duì)象。示意圖如下：

標(biāo)記清除算法
這個(gè)算法雖然很簡(jiǎn)單，但是有兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)：
執(zhí)行效率不穩(wěn)定。如果 Java 堆中包含大量對(duì)象，而且其中大部分是需要被回收的，這時(shí)必須進(jìn)行大量標(biāo)記和清除的動(dòng)作，導(dǎo)致標(biāo)記和清除兩個(gè)過(guò)程的執(zhí)行效率都隨對(duì)象數(shù)量增長(zhǎng)而降低;
導(dǎo)致內(nèi)存空間碎片化。標(biāo)記、清除之后會(huì)產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，空間碎片太多可能會(huì)導(dǎo)致當(dāng)以后在程序運(yùn)行過(guò)程中需要分配較大對(duì)象時(shí)無(wú)法找到足夠的連續(xù)內(nèi)存而不得不提前觸發(fā)另一次垃圾收集動(dòng)作，非常影響程序運(yùn)行效率。

2 標(biāo)記-復(fù)制算法

標(biāo)記-復(fù)制算法常簡(jiǎn)稱復(fù)制算法，這一算法正好解決了標(biāo)記-清除算法在面對(duì)大量可回收對(duì)象時(shí)執(zhí)行效率低下的問(wèn)題。其實(shí)現(xiàn)方法也很易懂：在可用內(nèi)存中劃分出兩塊大小相同的區(qū)域，每次只使用其中一塊，另一塊保持空閑狀態(tài)，第一塊用完的時(shí)候，就把存活的對(duì)象全部復(fù)制到第二塊區(qū)域，然后把第一塊全部清空。如下圖所示：

標(biāo)記-復(fù)制算法
這個(gè)算法很適合用于對(duì)象存活率低的情況，因?yàn)樗魂P(guān)注存活對(duì)象而無(wú)需理會(huì)可回收對(duì)象，所以 JVM 中新生代的垃圾收集正是采用的這一算法。但是其缺點(diǎn)也很明顯，每次都要浪費(fèi)一半的內(nèi)存，未免太過(guò)奢侈，不過(guò) JVM 中的新生代有更精細(xì)的內(nèi)存劃分，比較好地解決了這個(gè)問(wèn)題，見下
標(biāo)記-整理算法

這個(gè)算法完美解決了標(biāo)記-清除算法的空間碎片化問(wèn)題，其標(biāo)記過(guò)程與“標(biāo)記-清除”算法一樣，但后續(xù)步驟不是直接對(duì)可回收對(duì)象進(jìn)行清理，而是讓所有存活的對(duì)象都向內(nèi)存空間一端移動(dòng)，然后直接清理掉邊界以外的內(nèi)存。

標(biāo)記整理算法
這個(gè)算法雖然可以很好地解決空間碎片化問(wèn)題，但是每次垃圾回收都要移動(dòng)存活的對(duì)象，還要對(duì)引用這些對(duì)象的地方進(jìn)行更新，對(duì)象移動(dòng)的操作也需要全程暫停用戶線程 (Stop The World)。
分代收集算法

與其說(shuō)是算法，不如說(shuō)是理論。如今大多數(shù)虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)版本都遵循了“分代收集”的理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，這個(gè)理論可以看作是經(jīng)驗(yàn)之談，因?yàn)殚_發(fā)人員在開發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了 JVM 中存活對(duì)象的數(shù)量和它們的年齡之間有著某種規(guī)律，如下圖：

根據(jù)這兩個(gè)假說(shuō)，可以把 JVM 的堆內(nèi)存大致分為新生代和老年代，新生代對(duì)象大多存活時(shí)間短，每次回收時(shí)只關(guān)注如何保留少量存活而不是去標(biāo)記那些大量將要被回收的對(duì)象，就能以較低代價(jià)回收到大量的空間，所以這一區(qū)域一般采用標(biāo)記-復(fù)制算法進(jìn)行垃圾收集，頻率比較高。而老年代則是一些難以消亡的對(duì)象，可以采用標(biāo)記-清除和標(biāo)記整理算法進(jìn)行垃圾收集，頻率可以低一些。
按照 Hotspot 虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)，針對(duì)新生代和老年代的垃圾收集又分為不同的類型，也有不同的名詞，如下：
部分收集 (Partial GC)：指目標(biāo)不是完整收集整個(gè)Java堆的垃圾收集，其中又分為:
新生代收集 (Minor GC / Young GC)：指目標(biāo)只是新生代的垃圾收集。
老年代收集 (Major GC / Old GC)：指目標(biāo)只是老年代的垃圾收集，目前只有CMS收集器的并發(fā)收集階段是單獨(dú)收集老年代的行為。
混合收集 (Mixed GC)：指目標(biāo)是收集整個(gè)新生代以及部分老年代的垃圾收集，目前只有G1收集器會(huì)有這種行為。
整堆收集 (Full GC)：收集整個(gè)Java堆和方法區(qū)的垃圾收集。
人們經(jīng)常會(huì)混淆 Major GC 和 Full GC，不過(guò)這也有情可原，因?yàn)檫@兩種 GC 行為都包含了老年代的垃圾收集，而單獨(dú)的老年代收集 (Major GC) 又比較少見，大多數(shù)情況下只要包含老年代收集，就會(huì)是整堆收集 (Full GC)，不過(guò)還是分得清楚一點(diǎn)比較好哈。

JVM 的內(nèi)存分配和垃圾收集機(jī)制

經(jīng)過(guò)前面的鋪墊，現(xiàn)在終于可以一窺 JVM 的內(nèi)存分配和垃圾收集機(jī)制的真面目了。

JVM 堆內(nèi)存的劃分

新生代中對(duì)象的分配與回收

大多數(shù)情況下，對(duì)象優(yōu)先在新生代 Eden 區(qū)中分配，當(dāng) Eden 區(qū)沒有足夠空間進(jìn)行分配時(shí)，虛擬機(jī)將發(fā)起一次 Minor GC。Eden、From Survivor 和 To Survivor 的比例為 8 : 1 : 1，之所以按這個(gè)比例是因?yàn)榻^大多數(shù)對(duì)象都是朝生夕滅的，垃圾收集時(shí) Eden 存活的對(duì)象數(shù)量不會(huì)太多，Survivor 空間小一點(diǎn)也足以容納，每次新生代中可用內(nèi)存空間為整個(gè)新生代容量的90% (Eden 的 80% 加上 To Survivor 的 10%)，只有From Survivor 空間，即 10% 的新生代是會(huì)被“浪費(fèi)”的。不會(huì)像原始的標(biāo)記-復(fù)制算法那樣浪費(fèi)一半的內(nèi)存空間。From Survivor 和 To Survivor 的空間并不是固定的，而是在 S0 和 S1 之間動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換的，第一次 Minor GC 時(shí)會(huì)選擇 S1 作為 To Survivor，并將 Eden 中存活的對(duì)象復(fù)制到其中，并將對(duì)象的年齡加1，注意新生代使用的垃圾收集算法是標(biāo)記-復(fù)制算法的改良版。下面是示意圖，請(qǐng)注意其中第一步的變色是為了醒目，虛擬機(jī)只做了標(biāo)記存活對(duì)象的操作。
第一次 Minor GC 示意圖
在后續(xù)的 Minor GC 中，S0 和 S1會(huì)交替轉(zhuǎn)化為 From Survivor 和 To Survivor，Eden 和 From Survivor 中的存活對(duì)象會(huì)復(fù)制到 To Survivor 中，并將年齡加 1。
對(duì)象晉升老年代

在以下這些情況下，對(duì)象會(huì)晉升到老年代。
長(zhǎng)期存活對(duì)象將進(jìn)入老年代
對(duì)象在 Survivor 區(qū)中每熬過(guò)一次Minor GC，年齡就增加1歲，當(dāng)它的年齡增加到一定程度 (默認(rèn)為15)，就會(huì)被晉升到老年代中。對(duì)象晉升老年代的年齡閾值，可以通過(guò)參數(shù) -XX:MaxTenuringThreshold 設(shè)置，這個(gè)參數(shù)的最大值是15，因?yàn)閷?duì)象年齡信息儲(chǔ)存在對(duì)象頭中，占4個(gè)比特 (bit)的內(nèi)存，所能表示最大數(shù)字就是15。
大對(duì)象可以直接進(jìn)入老年代

對(duì)于大對(duì)象，尤其是很長(zhǎng)的字符串，或者元素?cái)?shù)量很多的數(shù)組，如果分配在 Eden 中，會(huì)很容易過(guò)早占滿 Eden 空間導(dǎo)致 Minor GC，而且大對(duì)象在 Eden 和兩個(gè) Survivor 之間的來(lái)回復(fù)制也還會(huì)有很大的內(nèi)存復(fù)制開銷。所以我們可以通過(guò)設(shè)置 -XX:PretenureSizeThreshold 的虛擬機(jī)參數(shù)讓大對(duì)象直接進(jìn)入老年代。
.動(dòng)態(tài)對(duì)象年齡判斷

為了能更好地適應(yīng)不同程序的內(nèi)存狀況，HotSpot 虛擬機(jī)并不是永遠(yuǎn)要求對(duì)象的年齡必須達(dá)到 -XX:MaxTenuringThreshold 才能晉升老年代，如果在 Survivor 空間中相同年齡所有對(duì)象大小的總和大于 Survivor 空間的一半，年齡大于或等于該年齡的對(duì)象就可以直接進(jìn)入老年代，無(wú)須等到 -XX:MaxTenuringThreshold 中要求的年齡。
空間分配擔(dān)保 (Handle Promotion)

當(dāng) Survivor 空間不足以容納一次 Minor GC 之后存活的對(duì)象時(shí)，就需要依賴其他內(nèi)存區(qū)域 (實(shí)際上大多數(shù)情況下就是老年代) 進(jìn)行分配擔(dān)保。在發(fā)生 Minor GC 之前，虛擬機(jī)必須先檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于新生代所有對(duì)象總空間，如果這個(gè)條件成立，那這一次 Minor GC 可以確保是安全的。如果不成立，則虛擬機(jī)會(huì)先查看 - XX:HandlePromotionFailure 參數(shù)的設(shè)置值是否允許擔(dān)保失敗 (Handle Promotion Failure)；如果允許，那會(huì)繼續(xù)檢查老年代最大可用的連續(xù)空間是否大于歷次晉升到老年代對(duì)象的平均大小，如果大于，將嘗試進(jìn)行一次 Minor GC，盡管這次 Minor GC 是有風(fēng)險(xiǎn)的；如果小于，或者-XX: HandlePromotionFailure設(shè)置不允許冒險(xiǎn)，那這時(shí)就要改為進(jìn)行一次 Full GC。
五 JVM優(yōu)化
1、一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)survivor區(qū)不夠大或者占用量達(dá)到50%，就會(huì)把一些對(duì)象放到老年區(qū)。通過(guò)設(shè)置合理的eden區(qū)，survivor區(qū)及使用率，可以將年輕對(duì)象保存在年輕代，從而避免full GC，使用-Xmn設(shè)置年輕代的大小

2、對(duì)于占用內(nèi)存比較多的大對(duì)象，一般會(huì)選擇在老年代分配內(nèi)存。如果在年輕代給大對(duì)象分配內(nèi)存，年輕代內(nèi)存不夠了，就要在eden區(qū)移動(dòng)大量對(duì)象到老年代，然后這些移動(dòng)的對(duì)象可能很快消亡，因此導(dǎo)致full GC。通過(guò)設(shè)置參數(shù)：-XX:PetenureSizeThreshold=1000000，單位為B，標(biāo)明對(duì)象大小超過(guò)1M時(shí)，在老年代(tenured)分配內(nèi)存空間。

3、一般情況下，年輕對(duì)象放在eden區(qū)，當(dāng)?shù)谝淮蜧C后，如果對(duì)象還存活，放到survivor區(qū)，此后，每GC一次，年齡增加1，當(dāng)對(duì)象的年齡達(dá)到閾值，就被放到tenured老年區(qū)。這個(gè)閾值可以同構(gòu)-XX:MaxTenuringThreshold設(shè)置。如果想讓對(duì)象留在年輕代，可以設(shè)置比較大的閾值。

4、設(shè)置最小堆和最大堆：-Xmx和-Xms穩(wěn)定的堆大小堆垃圾回收是有利的，獲得一個(gè)穩(wěn)定的堆大小的方法是設(shè)置-Xms和-Xmx的值一樣，即最大堆和最小堆一樣，如果這樣子設(shè)置，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)堆大小理論上是恒定的，穩(wěn)定的堆空間可以減少GC次數(shù)，因此，很多服務(wù)端都會(huì)將這兩個(gè)參數(shù)設(shè)置為一樣的數(shù)值。穩(wěn)定的堆大小雖然減少GC次數(shù)，但是增加每次GC的時(shí)間，因?yàn)槊看蜧C要把堆的大小維持在一個(gè)區(qū)間內(nèi)。

5、一個(gè)不穩(wěn)定的堆并非毫無(wú)用處。在系統(tǒng)不需要使用大內(nèi)存的時(shí)候，壓縮堆空間，使得GC每次應(yīng)對(duì)一個(gè)較小的堆空間，加快單次GC次數(shù)?；谶@種考慮，JVM提供兩個(gè)參數(shù)，用于壓縮和擴(kuò)展堆空間。（1）-XX:MinHeapFreeRatio 參數(shù)用于設(shè)置堆空間的最小空閑比率。默認(rèn)值是40，當(dāng)堆空間的空閑內(nèi)存比率小于40，JVM便會(huì)擴(kuò)展堆空間（2）-XX:MaxHeapFreeRatio 參數(shù)用于設(shè)置堆空間的最大空閑比率。默認(rèn)值是70， 當(dāng)堆空間的空閑內(nèi)存比率大于70，JVM便會(huì)壓縮堆空間。（3）當(dāng)-Xmx和-Xmx相等時(shí)，上面兩個(gè)參數(shù)無(wú)效

6、通過(guò)增大吞吐量提高系統(tǒng)性能，可以通過(guò)設(shè)置并行垃圾回收收集器。（1）-XX:+UseParallelGC:年輕代使用并行垃圾回收收集器。這是一個(gè)關(guān)注吞吐量的收集器，可以盡可能的減少垃圾回收時(shí)間。（2）-XX:+UseParallelOldGC:設(shè)置老年代使用并行垃圾回收收集器。

7、嘗試使用大的內(nèi)存分頁(yè)：使用大的內(nèi)存分頁(yè)增加CPU的內(nèi)存尋址能力，從而系統(tǒng)的性能。-XX:+LargePageSizeInBytes 設(shè)置內(nèi)存頁(yè)的大小

8、使用非占用的垃圾收集器。-XX:+UseConcMarkSweepGC老年代使用CMS收集器降低停頓。

9、-XXSurvivorRatio=3，表示年輕代中的分配比率：survivor:eden = 2:3

10、JVM性能調(diào)優(yōu)的工具：（1）jps（Java Process Status）：輸出JVM中運(yùn)行的進(jìn)程狀態(tài)信息(現(xiàn)在一般使用jconsole)（2）jstack：查看java進(jìn)程內(nèi)線程的堆棧信息。（3）jmap：用于生成堆轉(zhuǎn)存快照（4）jhat：用于分析jmap生成的堆轉(zhuǎn)存快照（一般不推薦使用，而是使用Ecplise Memory Analyzer）（3）jstat是JVM統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)工具?？梢杂脕?lái)顯示垃圾回收信息、類加載信息、新生代統(tǒng)計(jì)信息等。（4）VisualVM：故障處理工具
六 GC垃圾回收
一、 判斷對(duì)象是否要回收的方法：可達(dá)性分析法1、 可達(dá)性分析法：通過(guò)一系列“GC Roots”對(duì)象作為起點(diǎn)進(jìn)行搜索，如果在“GC Roots”和一個(gè)對(duì)象之間沒有可達(dá)路徑，則稱該對(duì)象是不可達(dá)的。不可達(dá)對(duì)象不一定會(huì)成為可回收對(duì)象。進(jìn)入DEAD狀態(tài)的線程還可以恢復(fù)，GC不會(huì)回收它的內(nèi)存。（把一些對(duì)象當(dāng)做root對(duì)象，JVM認(rèn)為root對(duì)象是不可回收的，并且root對(duì)象引用的對(duì)象也是不可回收的）2、 以下對(duì)象會(huì)被認(rèn)為是root對(duì)象：（1） 虛擬機(jī)棧（棧幀中本地變量表）中引用的對(duì)象（2） 方法區(qū)中靜態(tài)屬性引用的對(duì)象（3） 方法區(qū)中常量引用的對(duì)象（4） 本地方法棧中Native方法引用的對(duì)象3、 對(duì)象被判定可被回收，需要經(jīng)歷兩個(gè)階段：（1） 第一個(gè)階段是可達(dá)性分析，分析該對(duì)象是否可達(dá)（2） 第二個(gè)階段是當(dāng)對(duì)象沒有重寫finalize()方法或者finalize()方法已經(jīng)被調(diào)用過(guò)，虛擬機(jī)認(rèn)為該對(duì)象不可以被救活，因此回收該對(duì)象。（finalize()方法在垃圾回收中的作用是，給該對(duì)象一次救活的機(jī)會(huì)）4、 方法區(qū)中的垃圾回收：（1） 常量池中一些常量、符號(hào)引用沒有被引用，則會(huì)被清理出常量池（2） 無(wú)用的類：被判定為無(wú)用的類，會(huì)被清理出方法區(qū)。判定方法如下：A、 該類的所有實(shí)例被回收B、 加載該類的ClassLoader被回收C、 該類的Class對(duì)象沒有被引用5、 finalize():（1） GC垃圾回收要回收一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，調(diào)用該對(duì)象的finalize()方法。然后在下一次垃圾回收的時(shí)候，才去回收這個(gè)對(duì)象的內(nèi)存。（2） 可以在該方法里面，指定一些對(duì)象在釋放前必須執(zhí)行的操作。
二、 發(fā)現(xiàn)虛擬機(jī)頻繁full GC時(shí)應(yīng)該怎么辦：（full GC指的是清理整個(gè)堆空間，包括年輕代和永久代）（1） 首先用命令查看觸發(fā)GC的原因是什么 jstat –gccause 進(jìn)程id（2） 如果是System.gc()，則看下代碼哪里調(diào)用了這個(gè)方法（3） 如果是heap inspection(內(nèi)存檢查)，可能是哪里執(zhí)行jmap –histo[:live]命令（4） 如果是GC locker，可能是程序依賴的JNI庫(kù)的原因
三、常見的垃圾回收算法：1、Mark-Sweep（標(biāo)記-清除算法）：（1）思想：標(biāo)記清除算法分為兩個(gè)階段，標(biāo)記階段和清除階段。標(biāo)記階段任務(wù)是標(biāo)記出所有需要回收的對(duì)象，清除階段就是清除被標(biāo)記對(duì)象的空間。（2）優(yōu)缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片2、Copying（復(fù)制清除算法）：（1）思想：將可用內(nèi)存劃分為大小相等的兩塊，每次只使用其中的一塊。當(dāng)進(jìn)行垃圾回收的時(shí)候了，把其中存活對(duì)象全部復(fù)制到另外一塊中，然后把已使用的內(nèi)存空間一次清空掉。（2）優(yōu)缺點(diǎn)：不容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片；可用內(nèi)存空間少；存活對(duì)象多的話，效率低下。3、Mark-Compact（標(biāo)記-整理算法）：（1）思想：先標(biāo)記存活對(duì)象，然后把存活對(duì)象向一邊移動(dòng)，然后清理掉端邊界以外的內(nèi)存。（2）優(yōu)缺點(diǎn)：不容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片；內(nèi)存利用率高；存活對(duì)象多并且分散的時(shí)候，移動(dòng)次數(shù)多，效率低下

4、分代收集算法：（目前大部分JVM的垃圾收集器所采用的算法）：

思想：把堆分成新生代和老年代。（永久代指的是方法區(qū)）
（1） 因?yàn)樾律看卫厥斩家厥沾蟛糠謱?duì)象，所以新生代采用Copying算法。新生代里面分成一份較大的Eden空間和兩份較小的Survivor空間。每次只使用Eden和其中一塊Survivor空間，然后垃圾回收的時(shí)候，把存活對(duì)象放到未使用的Survivor（劃分出from、to）空間中，清空Eden和剛才使用過(guò)的Survivor空間。（2） 由于老年代每次只回收少量的對(duì)象，因此采用mark-compact算法。（3） 在堆區(qū)外有一個(gè)永久代。對(duì)永久代的回收主要是無(wú)效的類和常量5、GC使用時(shí)對(duì)程序的影響？垃圾回收會(huì)影響程序的性能，Java虛擬機(jī)必須要追蹤運(yùn)行程序中的有用對(duì)象，然后釋放沒用對(duì)象，這個(gè)過(guò)程消耗處理器時(shí)間6、幾種不同的垃圾回收類型：（1）Minor GC：從年輕代（包括Eden、Survivor區(qū)）回收內(nèi)存。

A、當(dāng)JVM無(wú)法為一個(gè)新的對(duì)象分配內(nèi)存的時(shí)候，越容易觸發(fā)Minor GC。所以分配率越高，內(nèi)存越來(lái)越少，越頻繁執(zhí)行Minor GC
B、執(zhí)行Minor GC操作的時(shí)候，不會(huì)影響到永久代（Tenured）。從永久代到年輕代的引用，被當(dāng)成GC Roots，從年輕代到老年代的引用在標(biāo)記階段直接被忽略掉。
（2）Major GC：清理整個(gè)老年代，當(dāng)eden區(qū)內(nèi)存不足時(shí)觸發(fā)。（3）Full GC：清理整個(gè)堆空間，包括年輕代和老年代。當(dāng)老年代內(nèi)存不足時(shí)觸發(fā)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JVM系列之深入理解JVM(三)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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