《深入解析Java虚拟机:从JVM体系结构到垃圾回收算法》（一）+https://developer.aliyun.com/article/1625024
Native与方法区
Native
package com.linghu; /** * @author linghu * @date 2024/1/23 9:53 */ public class Demo { public static void main(String[] args) { new Thread(()->{ },"myThread").start(); } private native void start0(); }
通过以上代码，可以看到有一个 start0方法。该方法用 native来进行修饰。有以下含义：
- 凡事有
native修饰的，说明Java作用范围达不到了。回去调用C语言的库了~ - 会进入本地方法栈
- 调用本地方法接口JNI
private native void start0();
JNI作用：扩展Java的使用，融合不同的编程语言为Java所用！
Java诞生的时候，正是C和C++大行其道的时候，为了能够在市场上存活，Java在内存中单独开了一个标记区本地方法栈 Native Method Stack，登记Native方法，在最终执行的时候，加载本地方法库中的方法通过JNI。
Java程序驱动打印机、管理系统等等都需要用到这个Native。在企业级应用中较为少见！
方法区
Method Area 方法区。
方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区域,此区域属于共享区间;
静态变量、常量、类信息 (构造方法、接口定义)、运行时的常量池存在方法区中，但是 实例变量存在堆内存中，和方法区无关
static, final，Class，常量池
深入理解栈
栈：又叫栈内存。主管程序的运行和生命周期、线程同步。
线程结束，栈内存也就释放了。对于栈来说，不存在垃圾回收的说法、一旦线程结束，栈就Over！
栈内存中有：8大基本类型+对象引用+实例的方法。
关于main方法的调用
为什么main先执行，最后结束？
我们调用一个main方法，在main里调用test()，在test()调用a()方法，会出现内存溢出的问题，这个问题用栈表示：
test和a方法循环调用对方，最后会出现栈溢出的问题，也就是内存的问题，因为这个调用是没有限制的，无限循环！
栈运行的原理
栈帧
一个方法对应一个栈帧！其实这个可以理解成一个FCB！下面是两个栈帧！
栈帧(Stack Frame)是用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构。栈帧存储了方法的局部变量表、操作数栈、动态连接和方法返回地址等信息。每一个方法从调用至执行完成的过程，都对应着一个栈帧在虚拟机栈里从入栈到出栈的过程。
HotSpot和堆
我们通过 java -version命令查看：
我们用的虚拟机一般都是 HotSpot！
堆
Heap，一个JVM只有一个堆内存。堆内存的大小是可以调节的。
类加载器读取类文件后，一般会把什么东西放到堆中？
类、方法、常量、变量~保存所有引用类型的真实对象。
堆内存细分三个区域：
- 新生区（伊甸园区）
- 养老区
- 永久区
堆也被称作GC堆
GC垃圾回收，主要是在伊甸园区和养老区~假设内存满了，报错OOM，堆内存不够！
JDK8以后，永久存储区改了个名字，叫元空间。
新生区、老年区、永久区
其实通过上面的图就会发现：
新生区（伊甸园区+幸存者区*2)
- 类诞生和死亡的地方
- 伊甸园区：所有对象都是伊甸园区new出来的！
- 幸存者区（0、1），轻GC定期清理伊甸园区，活下来的放入幸存者区，幸存者区满了以后重GC清理伊甸园区+幸存者区。活下来的放入养老区，都满了就报OOM！
真理：经过研究，99%的对象都是临时对象，直接被清理！
老年区
新生区剩下来的，轻GC杀不死的。
永久区
这个区域常驻内存，用来存放JDK自身携带的Class对象，interface元数据，存储的是java运行时一些环境和类信息，该区域不存在垃圾回收GC。关闭虚拟机就会自动释放这个内存。
- jdk1.6之前：永久代，常量池在方法区
- jdk1.7：永久代，但是慢慢退化了（去永久代），常量池在堆中
- jdk1.8之后：无永久代，常量池在元空间
一个启动类，加载了大量第三方jar包，Tomcat部署了太多应用，大量动态生成的反射类。不断被加载。直到内存满，就会出现OOM。
方法区又称为非堆，本质还是堆，只是为了区分概念。
元空间逻辑上存在，物理上不存在。
堆内存调优
报OOM怎么办？
1、尝试扩大堆内存，如果还报错，说明有死循环代码或者垃圾代码。
2、分析内存，看一下哪个地方有问题（专业工具）
使用Jprofiler工具分析OOM原因
在一个项目中，突然出现了OOM的故障，该如何排除？研究为什么会出错？
- 能够看到代码第几行出错：内存快照分析工具，MAT，Jprofiler
- Debug，一行行分析代码！
MAT，Jprofiler作用：
- 分析Dump内存文件，快速定位内存泄漏
- 获得堆中的数据
- 获得大的对象（大厂面试）
- …
看如下代码：
package com.linghu; import java.util.ArrayList; /** * @author linghu * @date 2024/1/24 10:44 */ public class Demo03 { byte[] array = new byte[1*1024*1024]; //1m public static void main(String[] args) { ArrayList<Demo03> list = new ArrayList<>(); int count = 0; try { while (true){ list.add(new Demo03()); //不停地把创建对象放进列表，这是问题所在！ count = count + 1; } } catch (Exception e) { System.out.println("count: "+count); e.printStackTrace(); } } }
报错如下
这个时候我们用Jprofiler工具分析OOM：
GC：垃圾回收
GC作用区域如下：
JVM在进行GC的时候，并不是对三个区域统一回收，大部分回收的是新生代。
- 新生代
- 幸存区
- 老年区
GC分两种：
- 轻GC
- 重GC
关于GC面试题：
- JVM的内存模型和分区~详细到每个分区放什么？
- 堆里面的分区有哪些？Eden, from, to, 老年区，说说它们的特点！
- GC算法有哪些？怎么用的？标记清除法，标记整理，复制算法，分代收集法。引用计数法。
- 轻GC与重GC分别在什么时候发生？
GC算法
引用计数法
一般JVM不用，大型项目对象太多了！
引用次数为0的就会被清理掉！
复制算法
- 好处：没有内存的碎片，内存效率高。
- 坏处：浪费了内存空间（一个幸存空间永远是空的）；假设对象100%存活，复制成本很高。
复制算法最佳使用场景：对象存活度较低的时候，新生区。
标记清除算法
标记清除
- 优点：不需要额外空间，优化了复制算法
- 缺点：两次扫描，严重浪费时间，会产生内存碎片
标记清除压缩
三部曲：
- 标记
- 清除
- 压缩
总结
- 内存效率：复制算法>标记清除算法>标记压缩算法（时间复杂度）
- 内存整齐度：复制算法=标记压缩算法>标记清除算法
- 内存利用率：标记压缩算法=标记清除算法>复制算法
难道没有最优算法吗？
答案：无，没有最好的算法，只有合适的算法（GC也被称为分代收集算法）。
- 年轻代：存活率低，用复制算法。
- 老年代：存活率高，区域大，用标记-清除-压缩。
参考和研究：《深入理解Java虚拟机》
