JVM布局(hotspot):JDK1.8
五部分组成
1、堆
Java堆(Java Heap)是JVM所管理的最大内存区域。Java堆是所有线程共享的一块区域,在JVM启动时创建。此内存区域存放的都是对象实例。JVM规范中说到:“所有的对象实例以及数组都要在堆上分配”。
new Object()的所有对象都是存在此区域,JVM的垃圾回收就是针对此区域的。(线程共享)
1、1堆划分
新生代:第一次创建的对象都会划分在此区域
老年代:经历了一定的垃圾回收之后,依然存活下来的对象会移动到老年代;大对象在创建的时候会直接进入老年代
- 问:为什么大对象会直接进入老年代?
答:核心原因是因为大对象的初始化比较耗时,如果频繁的创建和消耗会带来一定的性能开销,因此最好的实现方式是将它存入GC频率更低的老年代
新生代区域划分:
1.Eden : 80%内存
2.s0 :10%内存
3.S1:10%内存
新生代内存的利用率就可以达到90%
HotSort默认的执行次数是15,经历15次 GC就会从新生代转移到老年代。
-Xmx10m:堆最大容量
-Xms10m:堆最小容量
小技巧:通常情况下可以将Xmx 和 Xms 的大小设置相同,这样看可以防止堆扩容所造成的抖动
JVM三大调优参数类型:
-X:非标准的参数设置,他只针对特殊的HotSpot生效。
-XX:标准参数设置,他针对所有的HotSpot都生效。
-D:设置应用程序的参数。一D {mykey} ={value}
2、JVM 栈 (Java虚拟机栈)
虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型 : 每个方法执行的同时都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。每一个方法从调用直至执行完成的过程,就对应一个栈帧,在虚拟机栈中入栈和出栈的过程。声明周期与线程相同。(线程私有)
局部变量:八大基础数据类型,对象的引用;
操作栈:每个方法都会对应一个操作栈;
动态连接:指向常量池的方法引用
方法返回地址:PC寄存器的地址
3、本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈的作用完全一样,他俩的区别无非是本地方法栈为虚拟机使用的Native方法服务,而虚拟机栈为JVM执行的Java方法服务。
在HotSpot虚拟机中,本地方法栈与虚拟机栈是同一块内存区域。(线程私有)。
4、程序计数器
用来记录线程执行的行号(线程私有)。
5、元空间(JDK1.8)
(线程共享)
(1)JDK1.7:方法区(永久代)
运行时常量信息,字符串常量池,类的元信息…JDK1.7的时候的方法区
(2)JDK1.8:元空间:本地内存,并且将字符串常量池移动到堆里面
JVM类加载机制
1、类加载过程
加载( loading ):(将静态文件转成运行内存)
1):根据类的全路径加载二进制流。
2):将静态存储结构转换成运行时的数据结构。
3):在内存中生成一个此类的方法入口。
校验:
1):文件格式进行校验
2):字节码校验
准备:
将类中的静态变量在内存中进行分配并设置类变量初始值的阶段(对变量类型的初始化)
解析:
初始化final修饰的常量
初始化
此步骤开始将执行权从JVM转移到自己写的程序,开始执行构造函数
使用
卸载
字面量 : 字符串(JDK1.7后移动到堆中) 、final常量、基本数据类型的值。
符号引用 : 类和方法的完全限定名(全路径名称)
直接引用:将符号引用加载到内存中(根据引用指向内存中的对象)。
2、JVM双亲委派模型
当加载一个类的时候,那么这个类不会直接加载,而是将这个加载任务直接交给父类(一般情况下是系统提供的)。当找不到父类的时候,才自己尝试去加载。
优点:
1):唯一性(父类只会加载一次)
2):安全性(回往上找,而上层的类是系统提供的类,避免加载自定义的类,从而一定程度上保证了安全性)
破坏双亲委派模型(3次):
1):JDK1.2提出的双亲委派模型,为了兼容老代码,因此在JDK1.2的时候已经出现了破坏双亲委派模型的场景。
2):是因为双亲委派模型自身的缺点而导致的,比如在父类当中要调用子类的方法是没办法实现的。
3):人们对于热更新的追求,导致了双亲委派模型的又一次破坏。
垃圾回收
1、判别死亡对象(垃圾)
a):引用计数器算法:
给每个对象创建一个计数器,当有程序引用此类的时候计数器+1,不使用的时候计数器-1,当计数器为0时,则表示此对象没人用,那么就可以将它归为死亡对象,等待垃圾回收器的回收。
引入计数器的缺点:会有循环引用的问题。(HotSpot默认的的垃圾回收器使用的不是引用计数器算法)
b):可达性分析算法(HotSpot默认使用的算法)
对象Object5-Object7之间虽然彼此还有关联,但是它们到GC Roots是不可达的,因此他们会被判定为可回收对象。
2、垃圾回收算法
a):标记清除算法:利用可达性分析算法标记存活对象和死亡对象,在标记完成后统一回收所有被标记的对象。
缺点:
效率问题 : 标记和清除这两个过程的效率都不高
空间问题 : 标记清除后会产生大量不连续的内存碎片,空间碎片太多可能会导致以后在程序运行中需要分配较大对象时,无法找到足够连续内存而不得不提前触发另一次垃圾收集。
b): 复制算法(新生代回收算法)
“复制"算法是为了解决"标记-清理"的效率问题。它将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次只使用其中的一块。当这块内存需要进行垃圾回收时,会将此区域还存活着的对象复制到另一块上面,然后再把已经使用过的内存区域一次清理掉
优点:性能比较高。
缺点:内存利用率低
c):标记整理算法
针对老年代的特点,提出了一种称之为"标记-整理算法”。标记过程仍与"标记-清除"过程一致,但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存。(不会产生内存碎片)
3、 垃圾回收器
a):Serial:单线程串行的垃圾回收器(复制算法)
b):Serial Old:老年代垃圾回收器(标记-整理算法)
c):ParNew:(并行垃圾回收器)它是Serial的多线程版本。(复制算法)
d):Parallel Scavenge收集器(新生代收集器,并发GC)
e): Parallel Old收集器(老年代收集器,并发GC)
f): CMS收集器(Concurrent Mark Sweep)
CMS收集器是基于“标记—清除”算法实现的,它的运作过程相对于前面几种收集器来说更复杂一些,整个过程分为4个步骤:
由于整个过程中耗时最长的并发标记和并发清除过程收集器线程都可以与用户线程一起工作,所以,从总体上来说,CMS收集器的内存回收过程是与用户线程一起并发执行的。
优点:
CMS是一款优秀的收集器,它的主要优点在名字上已经体现出来了:并发收集,低停顿。
g): G1收集器(唯一一款全区域的垃圾回收器)
(JDK11)
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