JVM

https://blog.csdn.net/zjf280441589/article/details/53437703

jvm内存结构

栈：存放局部变量
堆：存放所有new出来的东西
方法区：被虚拟机加载的类信息、常量、静态常量等。
1、程序计数器:
每个线程拥有一个PC寄存器
在线程创建时创建
指向下一条指令的地址
执行本地方法时，PC的值为undefined

2、方法区:
保存装载的类信息
类型的常量池
字段，方法信息
方法字节码
通常和永久区(Perm)关联在一起

3、堆内存:
和程序开发密切相关
应用系统对象都保存在Java堆中
所有线程共享Java堆
对分代GC来说，堆也是分代的
GC管理的主要区域

4、栈内存：
线程私有，生命周期和线程相同
栈由一系列帧组成（因此Java栈也叫做帧栈）
帧保存一个方法的局部变量、操作数栈、常量池指针
每一次方法调用创建一个帧，并压栈

类加载器

JVM加载类过程：

1.加载：

类字节码文件从硬盘读入到内存中
类加载器(BootStrapClassLoader,ExtensionClassLoader,SystemClassLoader）加载字节码文件在方法区存放生成类对应的Class对象

2.连接

这个过程又包括了：验证、准备、解析

验证：对class等进行验证的过程；
准备阶段：为静态变量开辟内存空间并赋上默认初始值；
解析：符号化链接解析成实际链接（调用对象方法符号表示转变为方法的实际地址）

3.初始化

执行静态成员的初始化语句（为在连接部分中的准备阶段中已经分配内存空间和赋上默认值的静态成员赋值）
执行静态语句块
类加载过程是先加载父类，然后再加载子类

类加载完毕后，如果要进行对象实例化就需要执行：

父类非静态成员初始化语句（包括代码块，按照在类定义中的顺序执行）->父类构造函数->子类非静态成员初始化语句（包括代码块，按照在类定义中的顺序执行）->子类构造方法

下面是总结的一个顺序，比较清楚：

有父类的情况

加载父类
1.1 为静态属性分配存储空间并赋初始值
1.2 执行静态初始化块和静态初始化语句（从上至下）
加载子类
2.1 为静态属性分配存储空间
2.2 执行静态初始化块和静态初始化语句（从上至下）
加载父类构造器
3.1 为实例属性分配存数空间并赋初始值
3.2 执行实例初始化块和实例初始化语句
3.3 执行构造器内容
加载子类构造器
4.1 为实例属性分配存数空间并赋初始值
4.2 执行实例初始化块和实例初始化语句
4.3 执行构造器内容

加载：类加载过程的一个阶段：通过一个类的完全限定查找此类字节码文件，并利用字节码文件创建一个Class对象

验证：目的在于确保Class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求，不会危害虚拟机自身安全。主要包括四种验证，文件格式验证，元数据验证，字节码验证，符号引用验证。

准备：为类变量(即static修饰的字段变量)分配内存并且设置该类变量的初始值即0(如static int i=5;这里只将i初始化为0，至于5的值将在初始化时赋值)，这里不包含用final修饰的static，因为final在编译的时候就会分配了，注意这里不会为实例变量分配初始化，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：主要将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。符号引用就是一组符号来描述目标，可以是任何字面量，而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。有类或接口的解析，字段解析，类方法解析，接口方法解析(这里涉及到字节码变量的引用，如需更详细了解，可参考《深入Java虚拟机》)。

初始化：类加载最后阶段，若该类具有超类，则对其进行初始化，执行静态初始化器和静态初始化成员变量(如前面只初始化了默认值的static变量将会在这个阶段赋值，成员变量也将被初始化)。

在JVM中，类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载7个阶段。而解析阶段即是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。

1.符号引用（Symbolic References）：符号引用以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能够无歧义的定位到目标即可。例如，在Class文件中它以CONSTANT_Class_info、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info等类型的常量出现。符号引用与虚拟机的内存布局无关，引用的目标并不一定加载到内存中。在Java中，一个java类将会编译成一个class文件。在编译时，java类并不知道所引用的类的实际地址，因此只能使用符号引用来代替。比如org.simple.People类引用了org.simple.Language类，在编译时People类并不知道Language类的实际内存地址，因此只能使用符号org.simple.Language（假设是这个，当然实际中是由类似于CONSTANT_Class_info的常量来表示的）来表示Language类的地址。各种虚拟机实现的内存布局可能有所不同，但是它们能接受的符号引用都是一致的，因为符号引用的字面量形式明确定义在Java虚拟机规范的Class文件格式中。

2.直接引用：
直接引用可以是
（1）直接指向目标的指针（比如，指向“类型”【Class对象】、类变量、类方法的直接引用可能是指向方法区的指针）
（2）相对偏移量（比如，指向实例变量、实例方法的直接引用都是偏移量）
（3）一个能间接定位到目标的句柄
直接引用是和虚拟机的布局相关的，同一个符号引用在不同的虚拟机实例上翻译出来的直接引用一般不会相同。如果有了直接引用，那引用的目标必定已经被加载入内存中了。

描述一下JVM加载class文件的原理机制？

答：JVM中类的装载是由类加载器（ClassLoader）和它的子类来实现的，Java中的类加载器是一个重要的Java运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入类文件中的类。
由于Java的跨平台性，经过编译的Java源程序并不是一个可执行程序，而是一个或多个类文件。当Java程序需要使用某个类时，JVM会确保这个类已经被加载、连接（验证、准备和解析）和初始化。类的加载是指把类的.class文件中的数据读入到内存中，通常是创建一个字节数组读入.class文件，然后产生与所加载类对应的Class对象。加载完成后，Class对象还不完整，所以此时的类还不可用。当类被加载后就进入连接阶段，这一阶段包括验证、准备（为静态变量分配内存并设置默认的初始值）和解析（将符号引用替换为直接引用）三个步骤。最后JVM对类进行初始化，包括：1)如果类存在直接的父类并且这个类还没有被初始化，那么就先初始化父类；2)如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句。
类的加载是由类加载器完成的，类加载器包括：根加载器（BootStrap）、扩展加载器（Extension）、系统加载器（System）和用户自定义类加载器（java.lang.ClassLoader的子类）。从Java 2（JDK 1.2）开始，类加载过程采取了父亲委托机制（PDM）。PDM更好的保证了Java平台的安全性，在该机制中，JVM自带的Bootstrap是根加载器，其他的加载器都有且仅有一个父类加载器。类的加载首先请求父类加载器加载，父类加载器无能为力时才由其子类加载器自行加载。JVM不会向Java程序提供对Bootstrap的引用。下面是关于几个类加载器的说明：

Bootstrap：一般用本地代码实现，负责加载JVM基础核心类库（rt.jar）；
Extension：从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，它的父加载器是Bootstrap；
System：又叫应用类加载器，其父类是Extension。它是应用最广泛的类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path所指定的目录中记载类，是用户自定义加载器的默认父加载器。

这篇文章说的不错，http://www.importnew.com/18548.html

class.forName()和classLoader的区别

java中class.forName()和classLoader都可用来对类进行加载。
class.forName()前者除了将类的.class文件加载到jvm中之外，还会对类进行解释，执行类中的static块。
而classLoader只干一件事情，就是将.class文件加载到jvm中，不会执行static中的内容,只有在newInstance才会去执行static块。
Class.forName(name, initialize, loader)带参函数也可控制是否加载static块。并且只有调用了newInstance()方法采用调用构造函数，创建类的对象

[Java类的各种成员初始化顺序如：父子类继承时的静态代码块,普通代码块,静态方法,构造方法,等先后顺序]

class B extends A ,然后A类也就是父类里面有静态代码块，普通代码块，静态方法，静态成员变量，普通成员变量，普通方法。
子类也是这样，然后继承之后，关于程序打印输出的结果。
涉及到Java类的各种成员的初始化顺序。
经测试，得到如下结论：
1.父类【静态成员】和【静态代码块】，按在代码中出现的顺序依次执行。
2.子类【静态成员】和【静态代码块】，按在代码中出现的顺序依次执行。
3.父类的【普通成员变量被普通成员方法赋值】和【普通代码块】，按在代码中出现的顺序依次执行。
4.执行父类的构造方法。
5.子类的【普通成员变量被普通成员方法赋值】和【普通代码块】，按在代码中出现的顺序依次执行。
6.执行子类的构造方法。

GC是什么？为什么要有GC？

答：GC是垃圾收集的意思，内存处理是编程人员容易出现问题的地方，忘记或者错误的内存回收会导致程序或系统的不稳定甚至崩溃，Java提供的GC功能可以自动监测对象是否超过作用域从而达到自动回收内存的目的，Java语言没有提供释放已分配内存的显示操作方法。Java程序员不用担心内存管理，因为垃圾收集器会自动进行管理。要请求垃圾收集，可以调用下面的方法之一：System.gc() 或Runtime.getRuntime().gc() ，但JVM可以屏蔽掉显示的垃圾回收调用。
垃圾回收可以有效的防止内存泄露，有效的使用可以使用的内存。垃圾回收器通常是作为一个单独的低优先级的线程运行，不可预知的情况下对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用的对象进行清除和回收，程序员不能实时的调用垃圾回收器对某个对象或所有对象进行垃圾回收。在Java诞生初期，垃圾回收是Java最大的亮点之一，因为服务器端的编程需要有效的防止内存泄露问题，然而时过境迁，如今Java的垃圾回收机制已经成为被诟病的东西。移动智能终端用户通常觉得iOS的系统比Android系统有更好的用户体验，其中一个深层次的原因就在于Android系统中垃圾回收的不可预知性。

补充：垃圾回收机制有很多种，包括：分代复制垃圾回收、标记垃圾回收、增量垃圾回收等方式。标准的Java进程既有栈又有堆。栈保存了原始型局部变量，堆保存了要创建的对象。Java平台对堆内存回收和再利用的基本算法被称为标记和清除，但是Java对其进行了改进，采用“分代式垃圾收集”。这种方法会跟Java对象的生命周期将堆内存划分为不同的区域，在垃圾收集过程中，可能会将对象移动到不同区域：

伊甸园（Eden）：这是对象最初诞生的区域，并且对大多数对象来说，这里是它们唯一存在过的区域。
幸存者乐园（Survivor）：从伊甸园幸存下来的对象会被挪到这里。
终身颐养园（Tenured）：这是足够老的幸存对象的归宿。年轻代收集（Minor-GC）过程是不会触及这个地方的。当年轻代收集不能把对象放进终身颐养园时，就会触发一次完全收集（Major-GC），这里可能还会牵扯到压缩，以便为大对象腾出足够的空间。

一个系统，定时任务超级多，但是每个定时任务都很短，在JVM优化上，应该怎么配置才能达到性能最优

把新生代的那块内存设置大一点..
s0和s1区交换区比例

如何确定垃圾？

引用计数 ×
从垃圾回收的根出发可见

垃圾回收根节点

局部变量
静态变量
Native方法所引用的对象
活动线程，等待中的Monitor(wait,notify,synchronized)

现在jvm采用分代回收机制，简单来说就是分为新生代和老生代，老生代内存空间比新生代大；大部分新对象都会优先分配到新生代，当新生代空间满了会发起一次Minor GC。而新分配的大对象或者在新生代空间里存活很久的对象会被放到老生代里，老生代空间满了会发起Major GC，但由于老生代里的对象生命周期比较长加上Major GC速度比Minor GC慢很多，所以发生在老生代的Major GC相对会比Minor GC少很多。因此垃圾能不能被立即回收，要看垃圾的大小，它所处在的空间和当前所处空间是否已满才能基本确定。

Java分代垃圾回收算法

基础假设：大部分对象只存在很短的时间
将内存分为新生代，老生代
将新生代分为Eden,Survivor1,Survivor2

新生代中存活一定次数会被转入老生代
Major/Full GC 会对老生代做GC
老生代GC采用Compact算法（标记、压缩）

参数配置：

-XX: NewRatio 老生代/新生代比例，默认2
-XX: SurvivorRatio Eden/Survivor比例，默认8
-XX: MaxTenuringThreshold 新生代转至老生代阈值，默认15

PermGen Space

Permanent Generation 持久代

放置ClassLoader读进来的Class,除系统Class外
放置String.intern后的结果
易出现OutOfMemoryError:PermGen Space
使用 -XX: MaxPermSize调整

Java 1.8使用Metaspace,取消持久代
String.intern的结果被放入堆
Metaspace默认不设限制，使用系统内存

垃圾回收在什么时候运行？

内存分配失败时候，System.gc()

垃圾回收对什么对象进行回收？

从垃圾回收的根节点出发，顺着引用关系的对象去找，找不到的对象进行垃圾回收

垃圾回收算法对内存划分了哪些区域

新生代、老生代、持久代（MetaSpace），新生代又分为Eden,S1,S2
新生代采用了拷贝的方法，Eden+s -> s,存活时间久的话就放到老生代，
老生代采用的Compact算法，MetaSpace放一些class Object

垃圾回收的调试

获取信息
-verbose:gc
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:+PrintGCDetails -Xloggc:<GC-log-file-path>
Spring Actuator

查看信息
官方: visualvm,jmap
Eclipse Memory Analyzer(MAT)
在线: gceasy.io fastthread.io

jvm 内存模型 JMM

描述多线程环境中线程与内存的关系
https://blog.csdn.net/suifeng3051/article/details/52611310

GC用的引用可达性分析算法中，哪些对象可作为GC Roots对象(https://blog.csdn.net/ma345787383/article/details/77099522)

先说一下可达性分析算法的思想：从一个被称为GC Roots的对象开始向下搜索，如果一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则说明此对象不可用。
在java中可以作为GC Roots的对象有以下几种：
虚拟机栈中引用的对象、方法区类静态属性引用的对象、方法区常量池引用的对象、本地方法栈JNI引用的对象
虽然这些算法可以判定一个对象是否能被回收，但是当满足上述条件时，一个对象不一定会被回收。当一个对象不可达GC Roots时，这个对象并不会马上被回收，而是处于一个死缓的阶段，若要被真正的回收需要经历两次标记。如果对象在可达性分析中没有与GC Roots的引用链，那么此时就会被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是是否有必要执行finalize()方法。当对象没有覆盖finalize()方法或者已经被虚拟机调用过，那么就认为是没必要的。
如果该对象有必要执行finalize()方法，那么这个对象将会放在一个称为F-Queue的队列中，虚拟机会触发一个finalize()线程去执行，此线程是低优先级的，并且虚拟机不会承诺一直等待它运行完，这还是因为如果finalize()执行缓慢或者发生了死锁，那么就会造成F-Queue队列一直等待，造成了内存回收系统的崩溃。GC对处于F-Queue中的对象进行第二次被标记，这时，该对象将被移除“即将回收”集合，等待回收。