JVM
2025-07-18 15:27:35 0 举报包括类加载，JVM内存模型，垃圾回收算法及垃圾回收器
作者其他创作
大纲/内容
javac源代码编译器
逃逸分析判断一个对象的引用是否“逃出”当前方法或线程。结果分类：无逃逸：只在方法内使用线程逃逸：在多线程中被共享方法逃逸：传给了别的方法或赋值给全局变量➡️ 作用：为后续的优化做基础（栈上分配、锁消除等）
解析
编译
垃圾回收算法
软引用：通过SoftReference创建出来的对象是软引用，内存充足时，不会被回收，只有内存不足时，才会回收。常用来做缓存
机器码指令
将热点代码编译为机器码，执行更快
字段信息
步骤：1.标记 通过可达性算法标记所有存活对象 2.清除：统一回收不可达对象
存储计算过程中的中间结果（用于字节码指令执行）
MarkWord
堆
即时编译器JIT
本地方法库
实例对象
CMS
执行类构造器<clinit>执行类的静态初始方法静态变量赋值生成class对象，放入堆中
GC器 连线代表可搭配使用
分代收集理论：1.大多数对象都是朝生暮死，在新生代就被回收了。这部分适合复制算法2.存活时间越长的对象被回收的概率越小，在老年代中的对象回收少，可以使用标记-整理 或者 标记-清除
💡如何理解翻译和编译？翻译是把字节码“逐条翻译”成机器码，再由CPU执行编译是把字节码“一次性编译”成机器码
CPU
给native方法准备的栈空间，hotspot中和虚拟机栈复用
•将字节码文件在方法区中生成类元信息•堆空间中生成类对象（class）•会选用类加载器：双亲委派机制•会生成运行时常量池，符号引用
Minor GC时来回交换
使用
单线程标记-整理算法简单高效可作为CMS的后备预案
应用类加载器AppClassLoader
字面量
多线程标记-清除算法低延迟会产生内存碎片过程：初始标记（STW），并发标记，重新标记(STW)和并发清除四个阶段
执行引擎
本地方法栈
数组长度
保存方法调用的引用地址（常量池中的method ref）
线程私有区
分区
虚拟机栈（Stack）
运行时数据区
young
抽象语法树
JVM内存模型
标记复制算法
单线程复制算法简单高效收集时暂停其他所有线程STW
新生代 占1/3
方法区
对象初始化过程
⚠️学习建议：只需要记住每个回收器属于哪个代？使用什么算法？有什么特点？适合什么场景？
垃圾回收 GC
java文件
标记清除算法
对齐填充
内存完整度：1.复制算法 2.标记整理算法 3.标记清理算法
•🧩每个方法执行都会创建一个 栈帧•生命周期与线程一致，线程结束，栈也随之销毁•不需要GC，因为随着方法执行完毕，栈帧自动出栈
为类的静态变量分配内存，并初始化默认值
栈帧1
优点：没有碎片，分配快（指针往后一移即可）缺点：1.内存利用率低，实际上只用了一半的内存2.对象活的久时效率会下降（所以才分代，适合新生代对象）
加载JVM的核心类库rt.jar
多线程分区式+标记-整理分为多个Region(逻辑堆分区)按垃圾多的优先来清理
方法返回地址
符号引用
锁消除当发现锁的变量是局部变量，就可以安全的优化掉锁。
•什么是符号引用？如类名 “java/lang/Object”，字段名 “name”；•什么是直接引用？如对象在内存中的地址；•这一步可能会触发其他类的加载。
当类加载器把 .class 文件加载进 JVM，并把方法和字段放入运行时数据区后，执行引擎就登场了，它会：•读取字节码指令•将其翻译为本地机器码•在 CPU 上运行
虚引用：通过PhantomReference创建出来的对象，GC可能随时回收它。用来跟踪垃圾回收的过程。
生成
销毁
方法信息
ParellelScavenge（并行）复制
引用计数法
类class信息
Eden GC后存活的对象
Parallel Old
Minor GC
JVM优化
线程私有
步骤：1.先标记所有存活对象2.将存活的对象都压缩到内存一端3.释放末尾的空间
类加载器在加载类时，会优先委托给父类加载器，只有当父类加载器无法加载该类时，子加载器才会尝试自己加载。好处：✅ 安全性防止用户自定义的类覆盖 Java 核心类。例如你写了个 java.lang.String，系统不会用你的版本。✅ 避免重复加载类一旦被加载，不需要再次加载，提升性能。❕什么场景要打破双亲委派
待更新～
扩展类加载器ExtClassLoader
Servivor1[占1/10] To
加载
复制算法
Eden
字节码 ↓解释器 ——→（执行） ↓（发现热点代码）JIT 编译器 ——→ 本地机器码 ——→（高效执行）
记录当前线程执行的字节码地址
可达性算法
全限定名
虚拟机栈
栈上分配如果对象不会逃逸到方法之外，JVM就可以将其分配到栈帧中，而不是堆中。这样做的好处是避免GC回收负担，减少堆内存分配，提高性能
异常处理表
存放class对象
弱引用：通过WeakReference创建出来的对象，当发生GC时就会被被回收。经常用于ThreadLocal的key，当threadLocal对象不再被使用时，可以及时回收
初始化
Serial 的多线程版本复制算法可配合CMS
准备
程序计数器
本地方法接口
类加载子系统
优点：没有碎片缺点：需要对象移动，开销比直接清除大（适合老年代，避免碎片）
引用级别：强引用->软引用->弱引用->虚引用
词法分析
ParellelScavenge
语义分析
1.经历过15次GC的对象（4bit位）2.大对象刚被创建就会放在老年代3.动态年龄判断：在S区相同年龄的对象占一半，>=该对象的会被放在老年代
运行时常量池
对象头
局部变量表
标记整理算法
serial Old
1.继承ClassLoader2.重写findClass()（推荐）或 loadClass()（破坏双亲委派）
用户自定义加载器
G1
💡热点代码怎么识别？JVM使用“计数器统计法”：方法调用超过一定次数，就被认定为热点；不仅限于方法，也包括热点循环比如：for (int i = 0; i < 100000; i++) { doSomething();}doSomething() 或整个循环都可能被 JIT 编译。
操作数栈
父类信息
多线程复制算法吞吐量优先不支持CS
标记-整理
对象存活判断算法
Major GC
验证
加载官方扩展包 /jre/lib/ext下的jar
serial（串行）复制
类加载器
栈帧2
GC
old
逐条将字节码翻译成机器码并执行，启动快但效率低
class字节码文件
解释器
线程共享区
G1（并发）全局整理+局部复制
双亲委派机制
ParNew（并行）复制
优点：简单缺点：造成大量内存碎片
启动类加载器BootStrapClassLoader
栈帧3
字节码生成器
老年代 占2/3
分代收集
我们写的应用程序中的类（即 classpath 路径下）
语法分析
Servivor0[占1/10] from
Serial Old（串行）标记-整理
内存利用率：1.标记整理算法 2.标记清除 3.复制算法
常量池符号引用替换为直接引用【因为多态】
ParNew
方法内联将被调用的方法代码直接插入到调用处，减少方法调用的栈帧开销，提高执行效率。
Parellel Old（并行）标记-整理
•文件格式验证：魔数、版本号；•语义验证：如指令是否非法，局部变量表下标是否越界；•类型验证：类是否继承自合法父类，方法重写是否正确；•字节码验证：操作码是否合法，栈深是否正确；•验证失败会抛 VerifyError。
从GC Root开始从上到下扫描，扫描不到的表示不可达。GC Root包括：1.栈中的引用2.方法区的静态变量3.方法区的常量引用4.本地方法栈中，native方法分配的对象⚠️不可达不是立即回收的第一次判断不可达，然后会判断对象有没有重写finalize()方法，有的话执行后再进行可达性分析，如果还是不可达才真正回收。
CMS（并发）标记-清除
注解抽象语法树
每个对象维护一个引用计数器，被一个变量引用时，计数+1，引用取消时，计数-1.直到计数为0时，表示可回收。❌ 弊端：无法处理循环引用，会导致内存泄漏
动态链接
class指针
方法执行完后，返回到上层的方法
多线程标记-整理算法吞吐量优先
serial
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