JVM平台结构
java语言一次编写，跨平台编译的特征通过JVM实现
翻译字节码工作通过JVM执行引擎完成。
执行过程
加载
java虚拟机中
class文件通过类加载系统，并通过双拼委派机制进行加载
双亲委任模式
避免重复加载类（由父到子依次递归确定实现）
阻止恶意代码攻击（不允许跨空间访问对方的受限资源）
将文件中的常量池，字段，指令，方法等数据加载jvm内存的云心时数据区共享区域中
验证
版本号，标识类文件完整性....
class文件是紧凑的二进制文件
准备
在方法区为类的静态变量分配内存并设置默认值
解析
将常量池中被指定的对象引用，指向实际的内存地址，直接引用
初始化
执行静态代码块，为静态变量设置初始值
静态调用main方法
对象过多，内存不足，jvm会通过垃圾回收机制释放内存
如何判断对象是垃圾
使用哪个垃圾回收器
用了哪些回收算法
线程可以通过引用访问该对象
垃圾回收机制
1、可达性分析算法
寻找目标
从源头开始，依次标记对象的引用关系，形成一条条链条，不在引用链条的对象就是死对象，内存需要回收，统称为GC的根节点集合。
底层，执行停止指令时，是一个阶段性过程，不是立刻停止，会在机器固定的安全点处停止，这个安全点需要寻找，一条汇编指令，效率极高。
2、标记清除算法
不会移动对象，将对象原地删除，效率很高，但同时产生大量的空间碎片，降低内存分配效率
3、标记整理算法
标记整理的对象移动到一侧，标记外的对象一次性删除（空间利用高，复杂度高）
4、半区复制算法
将存活对象移动到备用内存，将就内存中的垃圾一次性删除（需要备用内存，内存利用率低）
回收策略
分代回收策略
研究表明，一轮回收大部分对象都会挂掉，只有极少对象存活，并且活的越久越难挂掉
设计者将堆分成两个部分，
新生代 回收频率高（多用 半区复制算法）分( 诞生区，幸存区)两个部分8:1:1比例
老年代 久活 （多用 标记整理算法）内存多给，
特点：
新生代 诞生区，整合到幸存区，持续久后转入老年代
新生代 对象多溢出，或者大超出情况下，都会直接进入老年代
老年代 存放大量对象，甚至给新生代兜底
复杂度高，影响GC效率
卡页维护
垃圾回收器
- 新生代收集器（只回收新生代，基于复制算法）
（1）Serial GC（串行收集器）
核心特点：单线程回收，回收时会触发 STW（Stop The World，所有业务线程暂停）；
回收算法：复制算法（Eden + Survivor）；
适用场景：
✅ 单核 CPU、小内存应用（如桌面程序、嵌入式设备）；
✅ 测试 / 调试环境（GC 日志简单，易排查问题）；
优缺点：
✅ 优点：实现简单、无线程切换开销，单核下效率高；
❌ 缺点：STW 时间长，不适合高并发、大内存应用；
启用参数：-XX:+UseSerialGC（新生代 + 老年代都用 Serial）。
（2）ParNew GC（并行新生代收集器）
核心特点：Serial GC 的多线程版本，仅优化新生代回收的并发性；
回收算法：复制算法；
适用场景：
✅ 多核 CPU 环境下，配合老年代的 CMS GC 使用（CMS 是老年代收集器，只能和 ParNew/Serial 搭配）；
优缺点：
✅ 优点：多线程回收，新生代 GC 速度比 Serial 快；
❌ 缺点：仍有 STW，且线程切换有额外开销；
启用参数：-XX:+UseParNewGC（仅新生代用 ParNew，老年代默认用 Serial Old）。
（3）Parallel Scavenge GC（并行回收收集器）
核心特点：多线程回收，追求吞吐量（吞吐量 = 业务线程运行时间 /(业务线程时间 + GC 时间)）；
回收算法：复制算法；
核心特性：支持 “自适应调节策略”（JVM 自动调整新生代大小、Survivor 比例等，无需手动调参）；
适用场景：
✅ 后台运算型应用（如大数据处理、批量任务），优先保证吞吐量；
✅ JDK8 默认的新生代收集器；
优缺点：
✅ 优点：吞吐量高，适合 CPU 密集型任务；
❌ 缺点：STW 时间随内存增大而变长，不适合低延迟要求的场景；
启用参数：-XX:+UseParallelGC（新生代用 Parallel Scavenge，老年代默认用 Parallel Old）。 - 老年代收集器（只回收老年代）
（1）Serial Old GC（串行老年代收集器）
核心特点：Serial GC 的老年代版本，单线程回收，基于标记 - 整理算法；
适用场景：
✅ 配合 Serial GC 使用（单核、小内存）；
✅ 作为 CMS GC 的后备方案（CMS 回收失败时，Serial Old 会兜底）；
启用参数：-XX:+UseSerialGC（自动搭配 Serial Old）。
（2）Parallel Old GC（并行老年代收集器）
核心特点：Parallel Scavenge 的老年代版本，多线程回收，追求吞吐量；
回收算法：标记 - 整理算法；
适用场景：
✅ 配合 Parallel Scavenge 使用，组成 “并行收集器组合”（JDK8 默认）；
✅ 后台运算、高吞吐量要求的场景；
启用参数：-XX:+UseParallelOldGC（指定老年代用 Parallel Old）。
（3）CMS GC（并发标记清除收集器）
核心特点：追求低延迟，尽可能减少 STW 时间，基于标记 - 清除算法；
回收流程（核心！新手重点理解）：
初始标记（STW）：标记 GC Roots 直接引用的老年代对象（快，STW 时间短）；
并发标记：和业务线程并行，遍历老年代对象的引用链（无 STW）；
重新标记（STW）：修正并发标记期间因业务线程操作导致的标记遗漏（STW 时间比初始标记长，但远短于 Serial Old）；
并发清除：和业务线程并行，清除未标记的垃圾对象（无 STW）；
适用场景：
✅ 高并发、低延迟要求的应用（如 Web 服务、电商核心接口）；
优缺点：
✅ 优点：并发回收，STW 时间极短，响应速度快；
❌ 缺点：
① 标记 - 清除算法会产生内存碎片，长期运行可能导致 Full GC；
② 并发阶段占用 CPU 资源，会降低业务线程吞吐量；
③ 无法处理 “浮动垃圾”（并发清除阶段产生的新垃圾，需下次 GC 回收）；
启用参数：-XX:+UseConcMarkSweepGC（老年代用 CMS，新生代默认用 ParNew）。 - 整堆收集器（回收新生代 + 老年代，打破分代模型）
（1）G1 GC（Garbage-First）
核心特点：JDK9 及以后默认收集器，兼顾吞吐量和低延迟，打破分代模型（将堆划分为多个大小相等的 Region）；
回收算法：复制算法 + 标记 - 整理算法（按需切换）；
核心特性：
✅ 可预测的 STW 时间（通过-XX:MaxGCPauseMillis指定最大暂停时间，JVM 优先回收垃圾多的 Region）；
✅ 适合大内存应用（堆内存几十 G 甚至上百 G）；
适用场景：
✅ 大内存、低延迟要求的应用（如微服务、分布式系统）；
✅ 替代 CMS GC（解决 CMS 的内存碎片、CPU 占用问题）；
优缺点：
✅ 优点：兼顾吞吐量和延迟，支持大内存，无内存碎片；
❌ 缺点：实现复杂，小内存场景下性能不如 Parallel GC；
启用参数：-XX:+UseG1GC。
（2）ZGC（Z Garbage Collector）
核心特点：JDK11 引入的实验性收集器（JDK15 正式发布），超低延迟（STW 时间控制在毫秒级），支持 TB 级堆内存；
回收算法：基于染色指针 + 复制算法；
核心特性：
✅ STW 时间不随堆内存大小增长而变长（即使堆内存 100G，STW 仍在 1ms 内）；
✅ 并发回收，几乎不影响业务线程；
适用场景：
✅ 超大内存、极致低延迟要求的场景（如金融交易、实时风控）；
启用参数：-XX:+UseZGC（需 JDK11+，Linux 系统支持最好）。
（3）Shenandoah GC
核心特点：和 ZGC 定位类似，追求超低延迟，由 RedHat 开发，JDK12 引入（JDK17 正式发布）；
核心特性：
✅ 并发整理内存（解决 G1 的 STW 整理问题）；
✅ 跨平台支持（Linux/Windows/Mac）；
适用场景：
✅ 低延迟、大内存应用，对跨平台有要求的场景；
启用参数：-XX:+UseShenandoahGC（需 JDK12+）。 - 其他特殊收集器
Epsilon GC：“无操作” 收集器，不回收任何垃圾，仅用于性能测试 / 内存泄漏排查（OOM 时直接崩溃）；
启用参数：-XX:+UseEpsilonGC；
Shenandoah GC/ZGC：属于 “低延迟收集器”，是 JDK 后续版本的重点优化方向。
新手实操建议
日常开发：无需手动指定收集器，用 JDK 默认即可（JDK8 用 Parallel 组合，JDK9 + 用 G1）；
性能调优：
追求吞吐量（后台任务）：用 Parallel Scavenge + Parallel Old；
追求低延迟（Web 服务）：JDK8 用 ParNew + CMS，JDK9 + 用 G1；
超大内存（几十 G 以上）：用 ZGC/Shenandoah GC；
排查问题：先用 Serial GC（日志简单）定位问题，再换对应收集器优化。
总结
核心分类：新生代收集器（Serial/ParNew/Parallel Scavenge）、老年代收集器（Serial Old/Parallel Old/CMS）、整堆收集器（G1/ZGC/Shenandoah）；
核心选择原则：吞吐量优先选 Parallel 组合，低延迟优先选 G1/ZGC，小内存选 Serial；
版本趋势：G1 是 JDK 默认的主流收集器，ZGC/Shenandoah 是低延迟场景的未来方向。
简单记：新手先掌握 “Parallel（吞吐量）、G1（兼顾）、CMS（低延迟）” 三个核心收集器，足以应对 80% 的开发和调优场景。
