JVM
JVM是什么
JVM在执行字节码时，实际上最终还是把字节码解释成具体平台上的机器执行指令；
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JVM有两个子系统和两个组件，
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两个子系统为CLass Loader（类装载）、Execution engine（执行引擎）；
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两个组件为Runtime data area（运行时数据区）、Native Interface（本地接口）；
- Class Loader：根据给定的权限定名类名（如：java.lang.Object）类装载class文件到Runtime data area中的method area；
- Execution engine：执行class中的指令
- Native Interface：与native libraries交互，是其他编程语言交互的接口
- Runtime data area：JVM的内存区域
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JVM执行过程
new Girl()—编译成class文件—>系统类加载系统—将字节码文件加载JVM—>组件运行时数据区域（JVM内存）—将字节码解析成底层系统指令—>系统引擎—>组件本地接口—>Linux OR Windows
为什么要学习JVM
JVM提供了一个非常重要的功能就是内存管理。相对于C、C++语言每次去申请空间都要手动的区allcate，使用结束之后还要搜东free掉。JVM从这个层面释放程序员们对内存分配和管理的精力，只需要去关注业务逻辑实现，不在需要花费更多的心力在内存分配和回收上。
JVM帮我们管理了内存是帮我们省事了，但当代码写的不恰当的时候会导致内存溢出或者内存泄漏，这个时候如果你对JVM一无所知，就无法快速定位和处理问题
JVM运行时内存结构
- PC寄存器（程序计数器）：每个线程启动的时候，都会创建一个程序计数器，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向下一条指令的地址，也即将要执行的指令代码），由执行引擎读取下一条指令。
- 栈（虚拟机栈）：各种基本数据类型（
boolean、byte、char、short、int、float、long、double）对象引用（引用指针并非对象本身） - 本地方法栈：Java调用非java代码的接口，该方法实现由非Java语言实现
- 方法区：用于存储虚拟机加载的：静态变量+常量+类信息+运行时常量池（类信息：类的版本、字段、方法、接口、构造函数的描述信息）
- 堆：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，此内存区域唯一目的就是存放对象实例，堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。
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从变量的角度来分析
- 局部变量：
- 基本类型的值存在栈中。如age=18
- 如果是对象的实例，则只存储对象实例的引用。如Boy=ref
- 实例变量：存放在堆中的对象实例中。如Boy的实例变量name=ref
- 静态变量：存放在方法区中的常量池中。如Boy.class中的Girl=ref
- 局部变量：
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从内存区域来分析
- 虚拟机栈：只存放局部变量
- 堆：存储对象的实例
- 方法区：存放class信息和常量信息
JVM调优
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调试工具
JvisualVM是JDK自带的一款全能型性能监控和故障分析工具，包括对CPU使用，JVM堆内存消耗、线程、类加载的实时监控，内存dump文件分析，垃圾回收运行情况的可视化分析等，堆故障排查和性能调优很有帮助。
监视——>堆（dump）——>查找——>一般都是SQL（sql dao）——>点开接口——>h——>sqlSession——>sqlSessionFactory——>configuration——>右击显示实例——>在类型里找PrepareStatementHandler——>右击显示实例——>boundSql——>sql——>显示实例
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Sql优化
- 分库分表
- 建立索引
- 搜索引擎
常见问题
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介绍下JVM内存模型
JVM分为堆区和栈区，还有方法区。初始化的对象放在堆里面，引用放在栈里面，class类信息常量池（static常量和static变量）等放在方法去
- 方法区：主要是存储类信息，常量池（static常量和static变量），编译后的代码（字节码）等数据
- 堆：初始化的对象。成员变量（那种非static变量），所有的对象实例和数组都要在堆上分配
- 栈：栈的结构是栈帧组成的，调用一个方法就压入一帧，帧上面存储局部变量表，操作数栈，方法出口等信息，局部变量表存放的是8大基本类型加上应用类型，所以还是一个指向地址的指针
- 本地方法栈：主要为native方法服务
- 程序计数器：记录当前线程执行的行号
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说一说类加载的过程
类装载分为以下5个步骤
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加载：根据查找路径找到相应的class文件然后导入
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验证：检查加载的class文件的正确性
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准备：给类中的静态变量分配内存空间
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解析：虚拟机将常量池中的符号引用替换成直接引用的过程，符号引用就理解为一个标识，而在直接引用指向内存中的地址
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初始化：对静态变量和静态代码块执行初始化工作
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那些区域可能发生OutOfMemory异常
- Java堆（区域）-存放对象的实例
- 异常信息：java.lang.OutOfMemory Error:Java heap space
- 参数：-Xms（初始化堆），-Xmx（最大堆），-Xmn（新生代）
- 虚拟机栈和本地方法栈（区域）-控制方法的执行
- 异常信息：java.lang.OutOfMemory Error
- 参数：-Xss
- 方法区（区域）-存放Class的相关信息，如类名，访问修饰符，常量池，字段描述，方法描述等
- 异常信息：java.OutOfMemory Error:PerGen space
- 参数：-XX：PermSize -XX：MaxPermSize
- 本机直接内存（区域）-如NIO，就是直接通过此内存实现
- 异常信息：java.lang.OutOfMemory Error，有allocate，Native等
- 参数：-MaxDirectMemorySize如不执行则与-Xmx一致
- Java堆（区域）-存放对象的实例
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垃圾收集的方法有哪些
- 标记-清除算法：标记无用对象，然后进行清除回收。缺点：效率不高，无法清除垃圾碎片
- 复制算法：按照容量划分两个大小相等的内存区域，当一块用完的时候将活着的对象复制到另一块上，然后再把已使用的内存空间一次清理掉。缺点：内存使用率不高，只有原来的一般
- 标记-整理算法：标记无用对象，让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清除掉端边界意外的内存
- 分代算法：根据对象存活周期的不同将内存划分为几块，一般是新生代和老年代，新生代基本采用复制算法，老年代采用标记整理算法
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说一下JVM的主要组成部分及其作用
JVM包含两个子系统和两个组件
两个子系统为Class loader(类装载)、Execution engine(执行引擎)
两个组件为Runtime data area(运行时数据区)、Native Interface(本地接口)
- Class Loader(类装载)：根据给定的全限定名类型(如：lang.lang.Object)来装载class文件到Runtime data area中的method area
- Execution engine(执行引擎)：执行classes中的指令
- Native Interface(本地接口)：与native libraries交互，是其他编程语言交互的接口
- Runtime data area(运行时数据区域)：这就是我们常说的JVM的内存
作用：首先通过类加载器（ClassLoader）会把Java代码转换成字节码，运行时数据区（Runtime data area）再把字节码加载到内存中，而字节码文件只是JVM的一套指令集规范，并不能直接交给底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令，再交由CPU去执行，而这个过程中需要调用其他语言的本地接口（Native Interface）来实现整个程序功能
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说一下JVM调优工具
JDK自带了很多监控工具，都位于JDK的bin目录下，其中最常用的是jconsole和jvisualvm这两款试图监控工具
- jconsole：用于对JVM中的内存、线程和类等进行监控
- jvisualvm：JDK自带的全能分析工具，可以分析：内存块照、线程快照、程序死锁、监控内存的变化、gc变化等
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生产环境CPU占用过高如何解决
问题详细描述：生产环境上出现了OutOfMenoryError，伴随着这个问题随之而来的是Full GC，CPU百分之百，频繁宕机重启等问题，严重影响业务的推广和使用，想优化代码，但是代码量很大，不可能把所有代码都筛查一边，如何定位问题
- 重启服务
- 通过JDK自带的jvisualvm监控工具故障处理分析问题
- 通过堆页面查找保留大小最大的对象
- 重点关注前几个对象
- 分析问题，通过工具查询到sql或代码
- 对sql语句进行分析优化
- 重新发布版本
