目錄

一.JVM的概念

什么是JVM？

二.JVM的運行流程

1.class文件如何被JVM加載并運行

2.JVM運行時數(shù)據(jù)包括哪些區(qū)域（M）

三.類加載的過程（M）

四.雙親委派模型

1.雙親委派模型分析

2.JAVA中有哪些類加載器（M）

五.垃圾回收機(jī)制

1.死亡對象的標(biāo)識

①引用計數(shù)算法

②可達(dá)性分析算法

?什么是GC Roots 呢？

GC Roots一般有以下幾種類型：

2.垃圾回收的算法

①標(biāo)記清除算法

②標(biāo)記復(fù)制算法

③標(biāo)記整理算法

?垃圾回收的過程？（M）

1.Minor GC(新生代的垃圾回收)

?2.Full GC（老年代的垃圾回收）

3.垃圾回收器

介紹一下垃圾回收器（M）

?主要的垃圾回收器有以下幾種：

一.JVM的概念

什么是JVM？

JVM是JavaVirtualMachine（Java虛擬機(jī)）的縮寫，JVM是一種用于計算設(shè)備的規(guī)范，它是一個虛構(gòu)出來的計算機(jī)，是通過在實際的計算機(jī)上仿真模擬各種計算機(jī)功能來實現(xiàn)的。?

二.JVM的運行流程

1.class文件如何被JVM加載并運行

①當(dāng).java文件被編譯為.class文件時，.class文件會被加載到類加載子系統(tǒng)，然后由類加載子系統(tǒng)將文件加載到運行時數(shù)據(jù)區(qū)

②在運行時數(shù)據(jù)區(qū)中，類對象被加載到方法區(qū)中，便于后面new出來的實例對象可以通過這個類對象模板中創(chuàng)建新的對象。

③創(chuàng)建出來實例對象會被加載到堆中

④虛擬機(jī)棧：每個線程都會在虛擬機(jī)棧中開辟一個空間，每調(diào)用一個方法時，這個方法就會被壓入棧中，也就是說每個棧中存放的是方法調(diào)用的層級

⑤本地方法棧：同樣是每一個線程都會在本地方法棧中開辟一塊內(nèi)存，每次調(diào)用一個本地方法，這個本地方法就會被加載到本地方法棧中。

⑥程序計數(shù)器：記錄當(dāng)前線程所運行到的指令地址：由于考慮到j(luò)ava虛擬機(jī)在多線程模式下是通過線程輪流切換并分配時間片的方式進(jìn)行的，因此當(dāng)某個線程分配的時間片使用完但是當(dāng)前線程并沒有執(zhí)行結(jié)束時，這時就需要使用程序計數(shù)器記錄下當(dāng)前線程所運行到的指令地址，當(dāng)當(dāng)前線程再度被分配到時間片時，從當(dāng)前指令下繼續(xù)執(zhí)行。

2.JVM運行時數(shù)據(jù)包括哪些區(qū)域（M）

①方法區(qū)：在JDK1.7之前， 方法區(qū)又被稱作永久代，在1.8及之后被稱為元空間，區(qū)別在于實現(xiàn)方式的不同，方法區(qū)是當(dāng)類對象被加載到JVM時存儲的地方，類對象被存儲到方法區(qū)中以便后續(xù)需要創(chuàng)建實例對象時直接從方法區(qū)中的類對象獲取并創(chuàng)建實例對象。需要說明的是，方法區(qū)是所有線程所共享的

②堆：創(chuàng)建的實例對象都會被加載到堆空間中，堆空間的大小可以通過JVM中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：Xms10(最小堆內(nèi)存空間) 是設(shè)置堆空間大小，Xmx10（最大堆內(nèi)存空間）也是設(shè)置堆空間大小的：通常我們將這兩個內(nèi)存參數(shù)設(shè)置為同一個大小，我們一般將兩個參數(shù)均設(shè)置為線程運行可能消耗的最大堆空間，如果內(nèi)存空間比較小時，可能會出現(xiàn)OOM錯誤（OUT OF MEMORY ERROR），一旦出現(xiàn)這個錯誤，我們可以將堆空間設(shè)置的大一點。

③java虛擬機(jī)棧：每個線程都會在虛擬機(jī)棧中開辟一個空間，每調(diào)用一個方法時，這個方法就會被壓入棧中，也就是說每個棧中存放的是方法調(diào)用的層級，虛擬機(jī)棧容量的大小一般由Xss這個參數(shù)確定，如果棧溢出，會報出StackOverFlow錯誤

④本地方法棧：同樣是每一個線程都會在本地方法棧中開辟一塊內(nèi)存，每次調(diào)用一個本地方法，這個本地方法就會被加載到本地方法棧中。

⑤程序計數(shù)器：記錄當(dāng)前線程所運行到的指令地址：由于考慮到j(luò)ava虛擬機(jī)在多線程模式下是通過線程輪流切換并分配時間片的方式進(jìn)行的，因此當(dāng)某個線程分配的時間片使用完但是當(dāng)前線程并沒有執(zhí)行結(jié)束時，這時就需要使用程序計數(shù)器記錄下當(dāng)前線程所運行到的指令地址，當(dāng)當(dāng)前線程再度被分配到時間片時，從當(dāng)前指令下繼續(xù)執(zhí)行。

三.類加載的過程（M）

1.加載

將所有的.class文件全部加載到虛擬機(jī)中

2.驗證

根據(jù).class文件的規(guī)范對當(dāng)前的文件進(jìn)行驗證

3.準(zhǔn)備

將各種類型的值初始化為默認(rèn)的值，int 初始化為0，float初始化為0.0f.......

4.解析

將java虛擬機(jī)中常量池的符號引用替換為直接引用，也就是初始化常量池的過程。（例如：原本常量池中的字符串并沒有直接引用，（還是占位符），在這個過程中將創(chuàng)建一個新的字符串并將常量池中的占位符進(jìn)行替換）

?

5. 初始化

之前的工作都是準(zhǔn)備工作，這一步是真正執(zhí)行類中的java代碼，經(jīng)過這一步，真正的java對象才會被創(chuàng)建出來

四.雙親委派模型

1.雙親委派模型分析

不同的類在加載時會使用不同的類加載器：

?其類加載器的策略如下：當(dāng)創(chuàng)建一個類時，先從applicationClassLoader開始向上轉(zhuǎn)發(fā)，一直到BootStrapClassLoader,BootStrapClassLoader在自己的加載路徑中查找是否存在這個類，有則加載，沒有則向下轉(zhuǎn)發(fā)到ExtClassLoader,ExtClassLoader在自己的加載路徑中查找有沒有這個類，有則加載，沒有則向下轉(zhuǎn)發(fā)到ApplicationClassLoader,在自己的路徑中查找并加載這個類

2.JAVA中有哪些類加載器（M）

五.垃圾回收機(jī)制

1.死亡對象的標(biāo)識

①引用計數(shù)算法

概念：當(dāng)對象被引用，那么其引用的次數(shù)就加1，當(dāng)引用的對象為0的時候，就將這個對象標(biāo)識為死亡對象，這個對象就該被回收了。

圖示如下：

?過程分析：當(dāng)創(chuàng)建兩個對象，定義兩個變量指向創(chuàng)建的兩個對象，此時這兩個對象的引用都+1，同時使用對象的instance屬性也指向這兩個創(chuàng)建的對象，這時這兩個新創(chuàng)建的對象的引用次數(shù)都是2了，但是如果對這兩個變量置為空，則兩個新創(chuàng)建的對象的引用次數(shù)-1，但是由于兩個變量都為空了，兩個變量的instance屬性也無法訪問到這兩個對象了，但是由于這兩個對象的引用次數(shù)并沒有變?yōu)?（instance屬性仍然指向兩個對象），因此這兩個對象無法進(jìn)行回收，這也就造成了內(nèi)存泄漏的問題

notes:內(nèi)存泄漏：內(nèi)存泄漏（Memory Leak）是指程序中已動態(tài)分配的堆內(nèi)存由于某種原因程序未釋放或無法釋放，造成系統(tǒng)內(nèi)存的浪費，導(dǎo)致程序運行速度減慢甚至系統(tǒng)崩潰等嚴(yán)重后果。

內(nèi)存泄漏問題在程序剛開始運行時并不容易發(fā)現(xiàn)，當(dāng)程序運行了一段時間，堆空間不斷放入新的對象而無法及時清除，最終會導(dǎo)致堆空間被占滿，導(dǎo)致程序崩潰。

②可達(dá)性分析算法

可達(dá)性分析算法的實現(xiàn)原理如下：從GC Roots（起始結(jié)點集）根據(jù)引用關(guān)系從上往下搜尋，搜尋的路徑稱為【引用鏈】，如果某個結(jié)果到任何一個根對象都沒有引用鏈，則稱這個對象不可達(dá)，標(biāo)識這個對象不可達(dá)。

在垃圾回收時首先會搜尋到所有的根結(jié)點【枚舉根結(jié)點】，然后從這些根結(jié)點從上向下搜尋，這個過程需要暫停用戶線程，即觸發(fā)STW，能搜尋到說明這個對象保留，如果不能搜尋這個對象則使用垃圾回收的算法對其進(jìn)行回收。

?什么是GC Roots 呢？

GC Roots也是對象，而且是JVM一定不能回收的對象,在JVM進(jìn)行GC的時候，在所有用戶到達(dá)safepoint之后首先會進(jìn)行STW，暫停所有用戶的線程，之后進(jìn)行對根結(jié)點的枚舉，之后再從根結(jié)點從上往下搜尋。

GC Roots一般有以下幾種類型：

1、方法區(qū)靜態(tài)屬性引用的對象
全局對象的一種，Class對象本身很難被回收，回收的條件非?？量?，只要Class對象不被回收，靜態(tài)成員就不能被回收。

2、方法區(qū)常量池引用的對象
也屬于全局對象，例如字符串常量池，常量本身初始化后不會再改變，因此作為GC Roots也是合理的。

3、方法棧中棧幀本地變量表引用的對象
屬于執(zhí)行上下文中的對象，線程在執(zhí)行方法時，會將方法打包成一個棧幀入棧執(zhí)行，方法里用到的局部變量會存放到棧幀的本地變量表中。只要方法還在運行，還沒出棧，就意味這本地變量表的對象還會被訪問，GC就不應(yīng)該回收，所以這一類對象也可作為GC Roots。

4、JNI本地方法棧中引用的對象
和上一條本質(zhì)相同，無非是一個是Java方法棧中的變量引用，一個是native方法(C、C++)方法棧中的變量引用。

5、被同步鎖持有的對象
被synchronized鎖住的對象也是絕對不能回收的，當(dāng)前有線程持有對象鎖呢，GC如果回收了對象，鎖就失效了。

2.垃圾回收的算法

①標(biāo)記清除算法

算法思路：標(biāo)記當(dāng)前所有對象中的不可用對象，在原位將其進(jìn)行標(biāo)注，之后進(jìn)行清除

缺陷：但是這個算法的缺陷也比較明顯：在原位將不可用對象進(jìn)行了清除，會產(chǎn)生大量不連續(xù)的可用空間碎片，如果在這時需要創(chuàng)建較大的對象但是當(dāng)前連續(xù)的可用空間不滿足時，則需要觸發(fā)下一次垃圾回收。

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②標(biāo)記復(fù)制算法

算法思路：將全部的可用空間劃分為兩部分，比如劃分為空間1和空間2，空間1在清除完不可用對象后，存在大量的不連續(xù)的可用空間的碎片，空間2對空間1中的可用和不可用對象進(jìn)行分類整理排列，在排序完成后將空間1進(jìn)行整體清除，后面再次清除時重復(fù)這種操作

缺陷：這種算法的缺陷也相對明顯，再每一次垃圾回收的過程中，只有一半的空間能真正發(fā)揮作用

③標(biāo)記整理算法

算法思路如下：在每次清除完部分的不可用對象之后就對全部的對象進(jìn)行排序整理

缺陷：每次清除都要進(jìn)行排序整理，算法效率相對較低

?垃圾回收的過程？（M）

?不同的類對象進(jìn)行了分代處理，將所有的類對象分為了新生代和老年代，其中新生代占堆空間的1/3，老年代占堆空間的2/3，新生代的空間中還有1/5的survivor（幸存者分為from和to兩個區(qū)域）區(qū)域。對象進(jìn)行了分代處理，垃圾回收也被劃分為兩種類型：①Minor GC(新生代的垃圾回收)②Full GC(Major GC/Full GC 發(fā)生在老年代的垃圾回收)。

1.Minor GC(新生代的垃圾回收)

新生代的垃圾回收采用的是復(fù)制算法（因為新生代中的對象迭代比較頻繁，所以需要效率相對較高的算法，雖然復(fù)制算法所消耗的空間較大，但是其效率相對較高），其過程如下：

①創(chuàng)建對象時在Eden區(qū)直接創(chuàng)建，此時survivor兩塊區(qū)域都為空（空間大小之比：Eden：from：to=8:1:1）

②當(dāng)我們再次創(chuàng)建對象，發(fā)現(xiàn)Eden區(qū)當(dāng)前的容量不足以存放當(dāng)前對象，則將Eden區(qū)的對象進(jìn)行判斷處理，對判定死亡的對象進(jìn)行清除，存活的對象將其移至survivor區(qū)中的from區(qū)，移動到from區(qū)的對象的“年齡”+1；

③Eden區(qū)持續(xù)創(chuàng)建新的對象，并對沒有引用的對象進(jìn)行清除之后，Eden區(qū)存活的對象都被移動到了from區(qū)，Eden區(qū)和from區(qū)都被占用滿了，這時要把Eden區(qū)和from區(qū)存活的對象移動到to區(qū)，然后將Eden區(qū)和from區(qū)都進(jìn)行清空，在上一輪中被放置在from區(qū)的對象的年齡再加1

⑤在下一輪GC中會將from區(qū)和to區(qū)的位置互換，此時to區(qū)為空，from區(qū)和Eden區(qū)繼續(xù)參與下一輪的GC ，重復(fù)上面的步驟

⑥經(jīng)過不斷的GC，在新生代中的對象的年齡達(dá)到了一定的閾值（默認(rèn)閾值是15），這時候就要將這些對象移動到老年代

?總結(jié)：我們縱觀整個新生代垃圾處理的過程來看：在每一輪的GC中，新的對象會在Eden區(qū)創(chuàng)建，當(dāng)Eden區(qū)剩余的容量不足以創(chuàng)建新的對象時，將所有的Eden區(qū)存活的對象移動到from區(qū)，在下一輪GC時會將from和Eden區(qū)存活的對象全部復(fù)制到to區(qū)，將from區(qū)和Eden區(qū)全部清空，將to區(qū)和from進(jìn)行調(diào)換繼續(xù)進(jìn)行垃圾回收。

?2.Full GC（老年代的垃圾回收）

老年代的垃圾回收策略并不是采用復(fù)制算法，而是標(biāo)記整理算法， 因為進(jìn)入老年代的對象相對于新生代而言并不會進(jìn)行頻繁的創(chuàng)建和銷毀，所以使用標(biāo)記整理算法比較適合。Full GC相對于Minor GC要慢很多，所以在JVM調(diào)優(yōu)過程中，很大的一部分工作都是對Full GC的調(diào)節(jié)

3.垃圾回收器

介紹一下垃圾回收器（M）

在講述垃圾回收器之前，我們先說一下垃圾回收器的發(fā)展過程：由于在垃圾回收的過程中要執(zhí)行STW,所有的用戶線程在這個過程中都要暫停線程服務(wù)，所以縮短STW的時間是垃圾回收器在完成業(yè)務(wù)需求之后所要追求的目標(biāo).。在剛開始時使用單線程垃圾回收器，隨著程序規(guī)模的不斷擴(kuò)大和程序內(nèi)容的不斷豐富，單線程垃圾回收器無法滿足用戶需求，多線程垃圾回收器應(yīng)運而生，隨著程序的不斷發(fā)展，多線程STW的時間也越來越長，又開始嘗試新的垃圾回收器來縮短STW的時間

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-432107.html

?主要的垃圾回收器有以下幾種：

• Serial收集器（復(fù)制算法)
  新生代單線程收集器，標(biāo)記和清理都是單線程，優(yōu)點是簡單高效。是client級別默認(rèn)的GC方式，可以通過-XX:+UseSerialGC來強制指定。
• Serial Old收集器(標(biāo)記-整理算法)
  老年代單線程收集器，Serial收集器的老年代版本。
• ParNew收集器(停止-復(fù)制算法)　
  新生代收集器，可以認(rèn)為是Serial收集器的多線程版本,在多核CPU環(huán)境下有著比Serial更好的表現(xiàn)。
• Parallel Scavenge收集器(停止-復(fù)制算法)
  并行收集器，追求高吞吐量，高效利用CPU。吞吐量一般為99%， 吞吐量= 用戶線程時間/(用戶線程時間+GC線程時間)。適合后臺應(yīng)用等對交互相應(yīng)要求不高的場景。是server級別默認(rèn)采用的GC方式，可用-XX:+UseParallelGC來強制指定，用-XX:ParallelGCThreads=4來指定線程數(shù)。
• Parallel Old收集器(停止-復(fù)制算法)
  Parallel Scavenge收集器的老年代版本，并行收集器，吞吐量優(yōu)先。
• CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器（標(biāo)記-清理算法）
  高并發(fā)、低停頓，追求最短GC回收停頓時間，cpu占用比較高，響應(yīng)時間快，停頓時間短，多核cpu 追求高響應(yīng)時間的選擇。

到了這里，關(guān)于JVM，關(guān)于JVM基礎(chǔ)的知識，你確定不了解一下嗎?的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！