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JVM虚拟机复习

2021-04-04 00:24:07   1  举报

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AI智能生成

参考书籍：深入理解JVM虚拟机第三版

java虚拟机知识点

虚拟机

JVM面试

JVM体系结构

垃圾回收器

模版推荐

作者其他创作

大纲/内容

运行时数据区

方法区

永久代

元空间

运行时常量池

字面量

符号引用

本地方法栈

虚拟机栈

栈针

局部变量表

操作数栈

动态链接

返回地址

程序计数器

堆

分代

新生代

Eden空间

2个Survivor空间

老年代

非分代

Region

直接内存

java对象

内存分配

指针碰撞

空闲列表

指针修改

CAS重试保证原子性

本地线程分配缓冲TLAB

对象的内存布局

对象头

MarkWord

01：未锁定，可偏向

无锁

偏向锁

00：轻量级锁定

10：重量级锁

11：GC标记

类型指针

实例数据

对齐填充

对象的访问定位

句柄

直接指针

性能监控和故障处理工具

命令工具

jps

jstat

jinfo

jmap

jstack

启动参数指定

-XX:PrintGCDetails

-XX:PrintHeapAtGC

-XX:PrintGCApplicationConcurrentTime

-XX:PrintGCApplicationStopTime

-XX:PrintAdaptiveSizePolicy

-XX:PrintTenuringDistribution

-XX:HeapDumpOnOutOfMemoryError

-XX:PrintSafepointStatistics

-XX:SafepointTimeout,-XX:SafepointTimeoutDelay=2000

可视化工具

JConsole

VisualVM

JMC

常见故障原因

堆大小不合理，设置太大导致每次回收的垃圾巨多，GC时间长，停顿时间长

堆外内存溢出

大对象，在年轻代来回复制，导致MinorGC时间长

线程卡住，无法进入安全点

垃圾收集原理

标记垃圾

引用计数法

可达性分析

GC root

虚拟机栈中引用的对象

静态属性应用的对象

常量引用的对象

本地方法栈Native中引用的对象

java虚拟机内部的引用

同步锁持有的对象

跨代引用

引用类型

强引用

软引用

弱引用

虚引用

finalize()

垃圾回收算法

标记-清除

1、标记需要清除的对象

2、清除对象

存在的问题

大量对象需要被标记然后清除，效率低

产生大量内存碎片

标记-复制

1、标记存活的对象

2、复制存活的对象到另一块区域

存在的问题

空间的浪费

剩余存活的对象不足以放入空闲空间，需要进行分配担保

标记-整理

1、标记存活的对象

2、将存活的对象移动到内存的一端

存在的问题

移动大量存活对象并更新引用比较耗时，Stop The World时间长

内存分配与回收策略

优先分配在Eden区

大对象直接进入老年代

长期存活的对象进入老年代

动态对象年龄判定

空间分配担保

1、MinorGC之前，先判断老年代空闲连续空间大小是否大于新生代所有对象占用空间

2、大于则直接进入老年代

3、小于则看是否允许担保，无担保直接FullGC，有担保则看历代晋升到老年代对象的大小是否小于老年代剩余空间，小于则MinorGC，否则FullGC

HotSpot算法细节

枚举跟节点

安全点

抢占式中断

主动式中断

安全区域

记忆集与卡表

写屏障

写前屏障

写后屏障

伪共享问题

并发可达性分析

存在的问题

消亡的对象标记为存活

存活的对象标记为消亡

解决方案

增量更新CMS

原始快照G1，Shenandoah

垃圾回收器

新生代垃圾回收器

Serial

ParNew

Parallel Scavenge

停顿时间设置-XX:MaxGCPauseMillis

吞吐量设置-XX:GCTimeRatio

自适应策略-XX:UseAdaptiveSizePolicy

老年代垃圾回收器

Serial Old

Parallel Old

CMS

处理过程

初始标记

并发标记

重新标记

并发清除

浮动垃圾

JDK5中老年代使用率达到68%触发GC

JDK6中老年代使用率达到92%触发GC

碎片空间

混合垃圾回收器

区域划分

Region

Humongous

可预测停顿时间

双向卡表

并发标记引用变化处理方式

原始快照

两个TAMS指针

处理过程

初始标记

并发标记

最终标记

筛选回收

存在的问题

需要维护双向卡表，占用资源多，将写屏障操作异步进行

Shenandoah

区域划分同G1一致

连接矩阵

处理过程

初始标记

并发标记

最终标记

并发回收

初始引用更新

并发引用更新

最终引用更新

并发清理

读屏障

ZGC

区域划分

小型Region

中型Region

大型Region

染色指针

取引用指针可用来寻址的高4位来表示对象的状态

染色指针可以使得某个Region中的存活对象被移走后，这个Region立即就能释放

染色指针可以大幅减少垃圾收集过程中内存屏障的使用，因为指针维护了相关信息

染色指针可扩展性强，寻址地址中还有18位并为使用

地址多重映射，将多个不同的虚拟地址映射到同一个物理地址上，因为有4位拿来做其他标记，同一个物理地址的指针可能存在多种状态

处理过程

初始标记

并发标记

并发预备重分配

并发重分配

1、将重分配集中的对象复制到新的Region，并给每个重分配集中的Region维护一个转发表

2、访问时从指针上就可以判断是否要转发，由读屏障根据Region的转发表转发到新对象上

3、首次转发后，同时修改引用值，使指针指向新对象，称为指针的自愈能力

4、由于染色指针的存在，Region复制完成后就可以清除掉，后面访问通过转发表进行转发

并发重映射

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