Java虚拟机

猹斯
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Java虚拟机

Java内存区域与内存溢出异常

  • 程序计数器：可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。线程私有。

  • Java虚拟机栈：线程私有。用于存储局部变量，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中从入栈到出栈的过程。局部变量中存储了Java的基本数据类型和对象引用。

  • 本地方法栈：与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别只是虚拟机栈为虚拟机执行java方法服务，而本地方法栈则是为了虚拟机使用到本地方法。

  • Java堆：线程共享。被所有线程共享的一块内存区域。是垃圾收集器管理的内存区域。对象实例及数组都在堆上分配。

  • 方法区：线程共享。用于存储被虚拟机加载的类型信息，常量。静态变量，即时编译的代码缓存。

  • 运行时常量池：用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

  • 直接内存：并不是虚拟机运行时数据区的一部分，但是这部分内存也被频繁使用。

对象访问机制

  1. 句柄访问：句柄访问的好处是reference中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动时只会改变实例数据地址，而reference本身不需要改变。

  2. 直接访问：访问速度快，节省了一次指针定位的时间开销。

对象存活算法

  1. 引用计数法

  2. 可达性分析：从GC Roots开始，如果对象与GC Roots间没有引用链，则对象不可达，将不可能再被使用

对象引用

  1. 强引用：只要引用关系在，就不会被垃圾收集器回收

  2. 软引用：还有一些用，但是非必须的对象，在系统发生内存溢出前才会把这些对象进行回收。

  3. 弱引用：生存到下一次垃圾收集为止。

  4. 虚引用：为了能在对象被回收时收到一个系统通知。

垃圾收集器

垃圾收集器

  1. 分代收集：新生代标记清除，老年代标记整理

  2. 标记-清除：标记在用的，清除未标记的

  3. 标记-复制：将存活对象复制到另外一块内存上

  4. 标记-整理：先标记，将标记的对象整理到一端，对另一端进行清除

经典的垃圾回收器

串行新生代收集器、串行老年代收集器、并行新生代收集器、并行老年代收集器、CMS

  1. Serial：新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理

  2. ParNew：新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理

  3. Parallel Scavenge：基于标记-复制算法实现

  4. Serial Old：新生代采用复制算法，老年代采用标记-整理

  5. Parallel Old：基于标记-整理算法实现

  6. CMS：基于标记-清除算法实现

对象内存分配与回收策略

  1. 对象优先在Eden分配

  2. 大对象直接进入老年代

  3. 长期存活的对象将进入老年代：-XX:MaxTenuringThreadhold 对象晋升老年代阈值

  4. 动态对象年龄判断：如果在Survivor空间中相同年龄所有对象大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或者等于该年龄的对象可以直接进入老年代。

Java堆内存划分

Java 中，堆被划分成两个不同的区域：新生代 ( Young )、老年代 ( Old )。

新生代 ( Young ) 又被划分为三个区域：Eden、From Survivor、To Survivor。

新生代 1/3 老年代 2/3

默认的，Edem : from : to = 8 :1 : 1 ( 可以通过参数–XX:SurvivorRatio 来设定 )，即： Eden = 8/10 的

新生代空间大小，from = to = 1/10 的新生代空间大小。

类加载机制

加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载

验证：文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证

类加载器

类加载采用双亲委派模型：类加载器收到加载请求，自己不会加载，而是向上交给父类加载，如果父类加载不了，再由自己加载。

启动类加载器 Bootstrap Class Loader

扩展类加载器 Extension Class Loader

应用程序类加载器 Application Class Loader

自定义类加载器 User Class Loader

常用参数

|参数|描述|

| ------------------------------- | ------------------------------------------------------------ |

| -Xms | 初始堆大小。如：-Xms256m |

| -Xmx | 最大堆大小。如：-Xmx512m |

| -Xmn | 新生代大小。通常为 Xmx 的 1/3 或 1/4。新生代 = Eden + 2 个 Survivor 空间。实际可用空间为 = Eden + 1 个 Survivor，即 90% |

| -Xss | JDK1.5+ 每个线程堆栈大小为 1M，一般来说如果栈不是很深的话， 1M 是绝对够用了的。 |

| -XX:NewRatio | 新生代与老年代的比例，如 –XX:NewRatio=2，则新生代占整个堆空间的1/3，老年代占2/3 |

| -XX:SurvivorRatio | 新生代中 Eden 与 Survivor 的比值。默认值为 8。即 Eden 占新生代空间的 8/10，另外两个 Survivor 各占 1/10 |

| -XX:PermSize | 永久代(方法区)的初始大小 |

| -XX:MaxPermSize | 永久代(方法区)的最大值 |

| -XX:+PrintGCDetails | 打印 GC 信息 |

| -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError | 让虚拟机在发生内存溢出时 Dump 出当前的内存堆转储快照，以便分析用 |

Java 锁

java lock 实现的原理：底层都是依托于AbstractQueuedSynchronizer，AbstractQueuedSynchronizer中抽象了绝大多数Lock的功能，而只把tryAcquire方法延迟到子类中实现。

AbstractQueuedSynchronizer会把所有的请求线程构成一个CLH队列，当一个线程执行完毕（lock.unlock()）时会激活自己的后继节点，但正在执行的线程并不在队列中，而那些等待执行的线程全部处于阻塞状态，经过调查线程的显式阻塞是通过调用LockSupport.park()完成，而LockSupport.park()则调用sun.misc.Unsafe.park()本地方法，再进一步，HotSpot在Linux中中通过调用pthread_mutex_lock函数把线程交给系统内核进行阻塞。

简单来说就是维护了一个线程获取锁状态和一个虚拟队列。

JVM调优

www.cnblogs.com/diegodu/p/9…

blog.csdn.net/changji9461…

如何实现自定义加载器

实现自定义类加载有以下两步：

1、继承ClassLoader

2、重写findClass，在findClass里获取类的字节码，并调用ClassLoader中的defineClass方法来加载类，获取class对象。

注意：如果要打破双亲委派机制，需要重写loadClass方法。

如下：是一个自定义 的类加载器


public static class MyClassLoader extends ClassLoader{

@Override

protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

byte[] data=null;

try {

data= loadByte(name);

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

return this.defineClass(data,0,data.length);

}

private byte[] loadByte(String name) throws IOException {

File file = new File("/Users/admin/test/"+name);

FileInputStream fi = new FileInputStream(file);

int len = fi.available();

byte[] b = new byte[len];

fi.read(b);

return b;

}

}

下面是要加载的类：


public class Demo{

public void say(){

System.out.println("hello");

}

}

该类编译后的class 文件放置在/Users/admin/test/下,然后执行如下代码去加载：


MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader();

Class clazz = classLoader.loadClass("Demo.class");

Object o=clazz.newInstance();

Method method = clazz.getMethod("say");

method.invoke(o);

输出:hello

遇到的OutOfMemory问题？如何处理

  1. 内存加载的数据量过大，一次性从数据库取太多数据

  2. 集合类中有对对象的引用，使用后未清除，GC不能进行回收

  3. 代码中存在循环产生过多重复的对象

  4. 启动参数堆内存值太小

JDK1.8以后PermSpace有哪些变化？MetaSpace大小默认是无限的吗

JDK1.8 以后使用元空间代替了PermSpace；字符串常量放到了堆内存中。

MeteSpace大小默认是没有限制的，一般根据系统内存大小，JVM会动态改变此值

MinorGC 和 FullGC在什么时候触发

Minor GC 在新生代内存满时

当永久代和老年代满时触发Full GC

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