JAVA内存区域

内存分布.png

如上图所示，主要分为两个部分线程私有与线程共享
线程私有：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈
线程共享：堆、方法区

• 程序计数器：读取指令控制程序执行的顺序，程序计数器是唯一一个不会出现 OutOfMemoryError 的内存区域，它的生命周期随着线程的创建而创建，随着线程的结束而死亡。
• 虚拟机栈：在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、方法出口等信息
• 本地方法栈：提供为虚拟机使用到的 Native 方法服务
• 堆区：Java虚拟机所管理的最大的一块区域，用于存放对象的实例和创建的数组，除此之外也是垃圾收集器管理的主要区域
• 方法区：用于存储被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量等数据

对象的创建

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类加载过程.png

• 加载：在内存中生成一个代表这个类的.class对象，作为方法区这个类的各种数据入口
• 验证：确保class文件的字节流中包含的信息是否符合虚拟机的要求
• 准备：正式为类变量分配内存并初始化值
• 解析：将虚拟机中的符号引用替换为直接引用，也就是类或者字段、方法在内存中的指针或者偏移量
  说完类加载过程，下面就说说类加载器吧

类加载器总结

大概分为启动类加载器、扩展类加载器、应用程序类加载器以下三种

双亲委派模型

用户自定义一个类，当进行类加载时首先会判断当前类是否被加载过，已经被加载的类会直接返回，如果没有被加载，就会执行加载过程，首先会把加载请求委托给父类的的加载器进行处理，最终会把请求传递给启动类加载器，如果最顶层无法加载该类就会一层一层向下传递当父类加载器都无法加载该类是最后就会自己完成该类的加载
大概总结就是先自底向上传递，然后无法加载时才自顶向下传递。

双亲委派模型.png

双亲委派模型保证了java程序运行的稳定性，可以防止类被重复加载（相同的类文件被不同的类加载器加载产生并不会产生多个不同的类），保证java的核心类不会被修改，就比如我们自己在java.lang包下写一个String类程序并不会加载我们自己的从而保证了运行的安全性

JVM垃圾回收机制

首先我们说垃圾回收机制就要了解一个对象何时才会被回收，我们通过两种方法进行判断引用计数法、根可达性分析

• 引用计数法：使用一个计数器进行计数，当某个对象被引用计数器就加1，当取消对该对象的引用时就减1，当计数器为0时就表示该对象可以被回收了，但是这种判断方法存在一种问题就是两个对象之间相互引用时就会认为这两个对象是永远存活的导致GC无法对其回收因此我们引入了另一种判断方法
• 根可达性算法：从根节点开始向下搜索如果存在一个对象到根节点没有任何引用链则表示当前对象可以被回收，其中作为根节点的对象包括 虚拟机栈中引用的对象、本地方法栈引用的对象、方法区静态属性引用的对象、方法区常量引用的对象、所有被同步锁持有的对象

这里要注意的一点就是，根可达性判断一个对象是否真的需要被回收需要进行两次标记，第一次标记只是进行一次筛选，只有当第二次标记的对象才会真的是被回收。

判断一个常量是否是废弃常量

当常量池中的某个字符串对象不存在对它的引用时就会认定这是个废弃的常量，此时就可以对他进行回收

判断一个类是无用的类

• 该类所有的实例都被回收
• 加载该类的类加载器被回收
• 该类对用的对象没有任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类
  则认为这个类可以被回收了

垃圾收集算法

垃圾回收算法主要分为标记-清除算法、复制算法、标记-整理算法、分代收集算法这四类

• 标记-清除算法：首先标记出要回收的对象，在标记完成后统一进行回收，但是这个算法会有缺陷：产生内碎片，导致大对象来时没有足够的空间来存放它
• 复制算法：将内存分为大小相同的两块，每次使用其中的一块。当需要进行回收时就将还存活的对象复制到另一块去，然后再把使用的空间一次清理掉。这样就使每次的内存回收都是对内存区间的一半进行回收
• 标记-整理算法：首先标记要回收的对象，然后让所有存活的对象向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存
• 分代收集算法：新生代中的对象属于朝生夕死的一类，所以使用复制算法，老年代一般都是存活很久的对象，一般使用标记-清除算法或者标记-整理算法。

垃圾收集器

分为以下六种：Serial收集器、Par New收集器、Parallel Scavenge收集器、Serial Old收集器、Parallel Old收集器、CMS收集器、G1收集器

• Serial 收集器： 串行即单线程的垃圾收集器，新生代采用复制算法、老年代采用标记-整理算法，只存在一个线程进行垃圾收集工作，在垃圾收集的过程中其他线程都必须暂停，等到垃圾收集完成后其他线程才恢复工作
  
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• ParNew收集器：serial的多线程版本，收集垃圾时采用多线程实现
  
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• Parallel Scavenge收集器：使用复制算法它主要是使程序达到一个可控制的吞吐量，所谓吞吐量就是 CPU 中用于运行用户代码的时间与 CPU 总消耗时间的比值，提供了很多参数供用户找到最合适的停顿时间或最大吞吐量
  
  Parallel Scavenge.png
• Serial Old收集器：老年代的垃圾收集器，采用单线程进行垃圾收集采用的算法主要是标记-整理算法，主要的两个用途：一种用途是在 JDK1.5 以及以前的版本中与 Parallel Scavenge 收集器搭配使用，另一种用途是作为 CMS 收集器的后备方案。
• Parallel Old收集器：采用多线程标记-整理算法，Parallel Scavenge与Parallel Old搭配使用但是无法保证老年代收集的效率因此Parallel Old可以提高程序的吞吐量从而提高收集效率
• CMS收集器：是一种以获取最短回收停顿时间为目的的收集器，采用标记清除算法它非常符合在重视用户体验的应用上使用。主要分为四个阶段：

• 初始标记：只标记GC Roots能直接相关的对象，需要暂停所有的线程
• 并发标记：进行GC Roots的跟踪，与用户线程一起工作
• 重新标记：修正并发标记期间因用户程序继续运行而导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录，此时需要暂停所有的工作线程
• 并发清除：清除不可达对象，此时垃圾回收进程与用户进程并发执行

CMS.png

• G1收集器：**采用标记整理算法，在CMS的基础上进行优化不会产生内碎片、可以精确的控制停顿时间，在不牺牲吞吐量的前提下，实现低停顿垃圾回收、它通过维护一个优先列表，每次根据允许收集的时间，优先选择回收垃圾最多的区域。

JVM主要参数

• Xmx：设置JVM最大堆内存
• Xms：初始化JVM堆内存
• Xss：设置每个线程栈的大小
• XX：New Size：设置年轻代初始值
• XX：Max New Size：设置年轻代最大值
• XX：NewRatio：设置年轻代与老年代的比值
• XX：Survivor Ratio：设置年轻代中eden与survivor的比值
• XX：MaxTenuringThreshold：设置对象在survivor区域存活次数
• XX：PretenureSizeThreshold：直接晋升到老年代的对象大小