JVM
2021-10-13 11:18:40 0 举报AI智能生成
jvm总结
作者其他创作
大纲/内容
类加载机制
装载
1.通过类全名获取字节流
2.将字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构
方法区：类信息、静态变量、常量
3.在堆中生成对应的class对象，作为方法区中这些数据的访问入口
代表被加载类的
链接
验证
文件格式验证
验证字节流是否符合Class文件格式的规范，并且能被当前版本的虚拟机处理，该验证的主
要目的是保证输入的字节流能正确地解析并存储于方法区之内。
要目的是保证输入的字节流能正确地解析并存储于方法区之内。
举例：版本号是否正确
这阶段的验证是基于二进制字节流进行的，只有经过该阶段的验证后，字节流才会进入内存的方法区中进行存储，后面
验证都是基于方法区的存储结构进行的。
验证都是基于方法区的存储结构进行的。
元数据验证
对类的元数据信息进行语义校验（其实就是对Java语法校验），保证不存在不符合Java语法
规范的元数据信息。
规范的元数据信息。
举例
是否继承了final类
一个非抽象类是否实现了所有的抽象方法
字节码验证
进行数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。对类的方法体进行校验分
析，保证被校验的类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的行为。
析，保证被校验的类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的行为。
举例
栈数据类型和操作码操作参数吻合（比如栈空间只有4个字节，但是我们实际需要的远远大于
4个字节，那么这个时候这个字节码就是有问题的）
4个字节，那么这个时候这个字节码就是有问题的）
符号引用验证
这是最后一个阶段的验证，它发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候(解析阶段)，
可以看作是对类自身以外的信息（常量池中的各种符号引用）进行匹配性的校验。符号引用
验证的目的是确保解析动作能正常执行。
可以看作是对类自身以外的信息（常量池中的各种符号引用）进行匹配性的校验。符号引用
验证的目的是确保解析动作能正常执行。
举例
常量池中描述类是否存在
访问的方法或者字段是否存在且具有足够的权限
准备
为静态变量分配内存并且设置默认初始值
不包含final修饰的static，因为final在编译的时候就会分配了，准备阶段会显示初始化
治理不会为实例变量（也就是没加static）分配初始化，类变量会分配在方法区中，而实例变量是会随着对象一起分配到java堆中
解析
把符号引用转为直接引用
符号引用就是一组符号来描述目标，可以是任何字面量。引用的目标并不一定已经加载到了内存中。 直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。
解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。 解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用限定符7类符号引用进行。
初始化
初始化阶段是执行类构造器()方法的过程。
内存模型
程序计数器
线程私有的，用于线程切换后能恢复到正确的执行位置
虚拟机栈
线程私有的，每个方法执行的同时会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等
本地方法栈
本地方法用的
堆区
Young区
Eden区
新创建的对象会被分配到Eden区
不够内存分配给新对象时会触发MinorGC回收不活跃的对象
回收后空间还是不够就将部分活跃对象复制到Survivor区
Survivor区(S0+S1)
S区之所以分为S0和S1是为了避免出现内存碎片
当Eden区空间不够是会将活跃对象复制到Survivor区
Survivor区空间不够时将部分活跃对象复制到Old区
新生代中Eden:S1:S2为什么是8:1:1？
IBM公司的专门研究表明，新生代中的对象大概98%是 “朝生夕死”的
Old区
新创建的大对象会直接分配到Old区
Survivor区空间不够时将部分活跃对象复制到Old区
Old区内存不够时触发FullGC
方法区
方法区是被所有线程共享的内存区域，用来存储已被虚拟机加载的类信息、静态变量等
内存回收
垃圾收集算法
标记-清除
标记
找出内存中需要回收的对象，并且把它们标记出来
堆中所有的对象都会被扫描一遍，从而才能确定需要回收的对象，比较耗时
清除
清除掉被标记需要回收的对象，释放出对应的内存空间
缺点
标记和清除俩个过程都比较耗时，效率不高
会产生大量内存碎片，导致创建大对象时连续内存不够而提前触发另一次垃圾收集
标记-复制
将内存分为俩块相等的区域，每次只是用其中一块
当其中一块内存使用完了，就将存活的对象复制到另一块，然后把使用过的空间一次清除掉
缺点
空间利用率低
在对象存活率较高时就要进行较多的复制操作，效率会变低
如果不想浪费50%的空间没，就需要额外的空间进行分配担保，应对所有对象都有100%存活的情况，所以老年代一般不能直接选用这种算法
标记-整理
标记
找出内存中需要回收的对象，并且把它们标记出来
堆中所有的对象都会被扫描一遍，从而才能确定需要回收的对象，比较耗时
让所有存活的对象都向一端移动，清理掉边界以外的内存
分代收集算法
young区
复制算法
对象在被分配之后，可能生命周期比较短，Young区复制效率比较高
old区
标记清除或标记整理
Old区对象存活时间比较长，复制来复制去没必要，不如做个标记再清理
垃圾收集器
Serial
JDK1.3.1之前是虚拟机新生代收集的唯一选择
单线程收集齐，进行垃圾收集的时候需要暂停其它线程
优点
简单高效，拥有很高的单线程收集效率
缺点
收集过程需要暂停所有应用程序线程
算法
复制算法
使用范围
新生代
应用
Client模式下的默认新生代收集器
Serial Old
Serial Old收集器是Serial的老年代版本
也是一个单线程收集器，不同的是采用了标记-整理算法
ParNew
可以把这个收集器理解为Serial的多线程版本
优点
在多CPU时，比Serial效率高
缺点
收集过程暂停所有应用程序线程，单CPU时比Serial效率差
算法
复制算法
使用范围
新生代
应用
运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器
Parallel Scavenge
Parallel Scavenge收集器是一个新生代收集器
它也是使用复制算法的收集器，又是并行的多线程收集器
看上去和ParNew一样，但是Parallel Scavenge更关注系统的吞吐量
吞吐量=运行用户代码的时间/(运行用户代码的时间+垃圾收集时间)
吞吐量越大，垃圾收集的时间越短，则用户代码可以充分利用CPU资源，尽快完成程序的运算任务
Parallel Old
Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本
使用多线程和标记-整理算法进行垃圾回收
也是更关注系统的吞吐量
CMS
CMS收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器
采用的是标记-清除算法，整个过程分为4步
1.初始标记
标记GC Roots直接关联对象，不用Tracing，速度很快
2.并发标记
进行GC Roots Tracing
3.重新标记
修改并发标记因用户程序变动的内容
4.并发清除
清除不可达对象回收空间，同时有新垃圾产生，留着下次清理称为浮动垃圾
整个过程中，并发标记和并发清除，收集器线程可以与用户线程一起工作，所以总体上来说，CMS收集器的内存回收过程是与用户线程一起并发执行的
优点
并发手机、低停顿
缺点
产生大量空间碎片、并发阶段会降低吞吐量，还会并发失败
background模式为正常模式执行上述的CMS GC流程
forefroud模式为Full GC模式
G1(Garbage-First)
G1收集器的堆内存布局与其它收集器有很大差别，G1将整个java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region）
虽然还保留有新生代和老年代的概念，但新生代和老年代不再是物理隔离的了，它们都是一部分Region（不需要连续）的集合
每个Region大小都是一样的，可以是1M到32M之间的数值，但是必须保证是2的n次幂
如果对象太大，一个Region放不下[超过Region大小的50%]，那么就会直接放到H中
所谓Garbage-Frist，其实就是优先回收垃圾最多的Region区域
1.分代收集（仍然保留了分代的概念）
2.空间整合（整体上属于“标记-整理”算法，不会导致空间碎片）
3.可预测的停顿（比CMS更先进的地方在于能让使用者明确指定一个长度为M毫秒的时间片段内，消 耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒）
工作过程
初始标记（Initial Marking）
标记以下GC Roots能够关联的对象，并且修改TAMS的值，需要暂 停用户线程
并发标记（Concurrent Marking）
从GC Roots进行可达性分析，找出存活的对象，与用户线程并发 执行
最终标记（Final Marking）
修正在并发标记阶段因为用户程序的并发执行导致变动的数据，需 暂停用户线程
筛选回收（Live Data Counting and Evacuation）
对各个Region的回收价值和成本进行排序，根据 用户所期望的GC停顿时间制定回收计划
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