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JVM内功心法

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类文件到虚拟机（类加载机制）
（1）装载(Load)：查找和导入class文件
1）通过类的全限定名获取此类的二进制字节流；
2）在方法区存放类信息、常量和静态变量；
3）在java堆中生成一个代表这个类的class对象；
（2）链接（Link）
1）验证：保证被加载类的正确性；
2）准备：为类的静态变量分配内存，并初始化为默认值；
3）解析：将符号引用转变为直接引用；（符号引用：以一组符号来描述所引用的目标，可以是任何形式的字面量；直接引用：如指针、地址、相对偏移量等）
（3）初始化：对类的静态变量、静态代码块执行初始化操作；

运行时数据区（Run-Time data area）
类文件被加载进来之后，类中的内容（类的常量、变量、方法、对象等信息）在JVM的对应存放空间；
（1）Method Area 方法区
各个线程共享的区域，在java虚拟机启动时创建。
用于存放被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量，即时编译器编译后的静态代码等数据；
GC不会进行回收的区域（非堆），所以当方法区内存无法满足分配需求时，会抛出OutOfMemoryError
常量池用于存放编译时期生成的各种字面量和符号引用
（2）Heap 堆
在虚拟机启动时创建、被所有线程共享，用于存放java对象和数组信息；
（3）Java Virtual Machine Stacks 虚拟机栈
java虚拟机栈是一个线程的执行区域，保存着一个线程中方法的调用状态，是线程私有的，随着线程的创建而创建；每一个被线程执行的方法，对应栈中的一个栈帧，方法调用，向栈中压入一个栈帧，调用完成，把栈帧从栈中弹出；
局部变量表：方法中定义的局部变量以及方法的参数
操作数栈：方法中的操作数，以压栈和出栈的方式存储
动态链接：栈帧指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用
方法返回值
（4）The PC Register 程序计数器
java多线程是通过cpu在不同线程之间轮流切换，并分配处理器执行时间的方式来实现的，任意时间，一个处理器只会处理一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能回到原来的执行位置，每条线程需要一个程序计数器来进行记录；

JVM内存模型

注意区别于java内存模型（JMM）
JMM是一个抽象的概念，主要与多线程有关，主要是保证共享内存部分的原子性、可见性和有序性，定义了共享内存中多线程读写程序的行为规范；
JVM内存模型，jvm运行时的内存结构，与Run Time Data Area有关

S0和S1又可以称为from区和to区，身份可互换，两者肯定有一个为空（To区）
一般情况下，新创建的对象会放到Eden区域，一些特殊的大对象直接放到old区域；
young区清理流程
假设开始Eden和from区域有对象，jvm进行Minor GC，两区域对象年龄+1，达到设置或默认的年龄限制（16）之后，进入old区域，未达到的复制到to区域，清空eden和from区，同时to区变为from，from变为to.Minor GC会一直重复上述操作，直到to区满后，全部复制到old区，并清空to。
old区清理
old区域存放的都是年龄较大，或者年龄超过了某个阈值的对象。old区也会有GC操作，称为Major GC,超过了限制的对象则被当成垃圾回收掉。

对象的生命周期

GC过程中如何确定一个对象是垃圾？
1、引用计数法
只要程序中持有该对象的引用，就说明该对象不是垃圾；
弊端：如果AB相互持有，则永远不会被回收；
2、可达性分析
通过GC Root对象开始向下寻找，看某个对象是否可达。
可作为GC Root对象的：类加载器，虚拟机栈的局部变量表，static成员，常量引用，本地方法栈的变量等。

垃圾收集算法
1、标记清除法
找出不需要的对象，进行标记，然后清除
缺点：会产生大量不连续空间碎片
2、复制算法
将内存划分为两块相等的区域，每次只使用其中一块，当其中一块放不下了之后，将还存活的对象连续的复制到另一块，然后全部清除。
缺点：空间利用率降低，每次只能使用一半。
3、标记整理算法
标记过程仍然与"标记-清除"算法一样，但是后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活 的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。

分代收集算法
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)

垃圾收集器及其分类
1、串行收集器
serial 、serial old
只能有一个垃圾回收线程执行，用户线程暂停。
适用于内存比较小的嵌入式系统
2、并行收集器[吞吐量优先]
parallel scanvenge、parallel old
多条垃圾线程并行工作，但此时用户线程仍处于等待状态。
适用于科学计算、后台处理等交互场景。
3、并发收集器[停顿时间优先]
CMS、G1
用户线程和垃圾收集线程同时执行（但并不一定是并行的，可能是交替执行），垃圾收集线程在执行的时候并不会停止用户线程的运行。
适用于相对时间有要求的场景，比如web应用。

吞吐量：用户线程执行时间/（用户线程执行时间+垃圾收集时间）
停顿时间：垃圾收集器进行垃圾回收，终端应用执行响应的时间

JVM调优
1、JVM参数
（1）标准参数
-version
-help
-server
-cp
(2)-X 参数
非标准参数，在jdk各版本可能会不一样
-Xint 解释执行
-Xcomp 第一次使用就编译成本地代码
-Xmixed 混合模式，JVM自己决定
（3）-XX 参数
非标准参数，相对不稳定，主要用于jvm调优和debug
a.Boolean类型 格式：-XX:[±]
+或-表示启用或者禁用name属性
比如：-XX:+UseConcMarkSweepGC 表示启用CMS类型的垃圾回收器
-XX:+UseG1GC 表示启用G1类型的垃圾回收器
b.非Boolean类型
格式：-XX=表示name属性的值是value
比如：-XX:MaxGCPauseMillis=500
(4)其他参数
-Xms1000等价于-XX:InitialHeapSize=1000
-Xmx1000等价于-XX:MaxHeapSize=1000
-Xss100等价于-XX:ThreadStackSize=100

2、常用命令
1、查看进程
jps
ps -ef | grep tomcat
2、jinfo
实时查看和调整jvm参数
3、jstack
查看虚拟机性能统计信息、类装载信息、垃圾收集信息、线程堆栈信息等
案例:使用jstack查看进程死锁
4、jmap
生成堆转存储快照、打印堆内存相关信息、dump出堆内存相关信息
案例:设置发生oom时自动dump出文件：
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=heap.hprof

3、常用工具
1、 jconsole jdk自带，直接命令行输入 jconsole
2、jvisualvm
3、Arthas
阿里巴巴开源，采用命令行交互模式
4、MAT
java堆分析器，用于查找内存泄漏；

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