jvm总结图解

https://www.yuque.com/yang.guo.top1/java-start/igxzbx

jvm探究

谈谈你对jvm的理解？java8 与之前的版本有什么不同
什么是oom？什么是栈溢出
JVM常用调优参数有哪些
内存快照如何抓取，怎么分析Dump文件
谈谈JVM中类加载器的认识

一、jvm的位置

二、jvm的体系结构

三、类加载器

作用：加载一个Class文件
jvm架构图
类加载过程

加载器

a.虚拟机自带的加载器
b.启动类（根）加载器（Boot）
c.扩展类加载器（ExtClassLoader）
d.应用程序（系统类）加载器（AppClassLoader

/**
* @Description:
* @Author: Guo.Yang
* @Date: 2022/10/27/23:44
*/
public class Car {
    public int age;
    public static void main(String[] args) {
        Car car1 = new Car();
        Car car2 = new Car();
        Car car3 = new Car();
        Class<? extends Car> aClass = car1.getClass();
        ClassLoader classLoader = aClass.getClassLoader();
        ClassLoader parent = classLoader.getParent();
        ClassLoader parent1 = parent.getParent();
        System.out.println(classLoader); // sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2  应用程序加载器
        System.out.println(parent); // sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@29453f44 扩展类加载器
        System.out.println(parent1); // null java获取不到 启动类加载器
    }
}

四、双亲委派机制

双亲委派机制

AppClassLoader -> ExtClassLoader -> Boot （不管有没有都会一直向上找对应的类）、
如果在boot加载器中找到了的话就直接执行boot中的类
如果在boot加载器中没找到的话在从boot -> ExtClassLoader -> AppClassLoader 循序往回找直到找到后，执行
如果返回的时候还是没找到的话会报异常 ClassNotFind～

实例

如果模仿jdk中的包在 java.lang下建一个String类，并重写了toSting方法后在调用String类的toString方法去执行就会发现问题

package java.lang;
/**
 * @Description:
 * @Author: Guo.Yang
 * @Date: 2022/10/27/23:52
 */
public class String {
    // 双亲委派机制
    // 1、AppClassLoader -> ExtClassLoader -> Boot （不管有没有都会一直向上找对应的类）
    // 如果在boot加载器中找到了的话 就直接执行boot中的类
    // 如果在boot加载器中没找到的话 在从boot -> ExtClassLoader -> AppClassLoader  循序往回找 直到找到后，执行
    // 如果返回的时候还是没找到的话 会报异常 ClassNotFind～
    @Override
    public String toString(){
        return "hello";
    }
    public static void main(String[] args) {
        String s = new String();
        System.out.println(s.toString());
    }
}
// 报错
错误: 在类 java.lang.String 中找不到 main 方法, 请将 main 方法定义为:
   public static void main(String[] args)
否则 JavaFX 应用程序类必须扩展javafx.application.Application

1.沙箱安全机制
2.native：调用的方法java已经不能够完成了，去调用了底层的本地方法区，也就是底层的方法
3.pc寄存器：线程之所以有1、2、3、4、5.... 就是因为有寄存器
4.方法区：里边只有：static修饰的、final修饰的、Class、常量池

五、栈

栈是一种数据结构

程序 = 数据结构 + 框架

栈：先进后出、后进先出
队列：先进先出

喝多了吐就是栈，吃多了拉就是队列

栈：

栈内存，主管程序的运行，生命周期和线程同步，
线程结束，栈内存也就会释放，
对于栈来说，不存在垃圾回收问题一旦线程结束，栈就Over
栈里边放：8大基本数据类型、对象引用、实例方法

运行原理：栈针
栈满了就会：StackOverflowError 是个错误就会让jvm停下里

六、三种jvm

七、堆 Heap

Heap，一个jvm 只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的

堆内存中还要细分为三个区域

新生区
老年区
永久区

GC垃圾回收，主要在伊甸园区（新生区）和老年区
堆内存满了就会发生 OOM 堆内存不够了 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
在JDK8以后，永久存储区改了个名字，叫“元空间”

7.1、新生代、老年代

经过研究，99%的对象都是临时对象

7.1.1、新生代

新生代里边可分为：伊甸园区、幸存区0区、幸存区1区

注意：如果不使用 -XX:SurvivorRatio=8 去指定这个比例的话那么他们的比例会出现自适应的比例（使用-XX:-UseAdaptiveSizePolicy 关闭自适应也是没用的），必须显示的设置该比例

类诞生和成长的地方，甚至是死亡
伊甸园区：所有的对象都是在伊甸园区new出来的
幸存区：（0，1）在伊甸园区轻GC没有被干掉的对象就会到幸存区

7.1.2、老年代

7.1.3永久区

这个区域是常驻内存的，用来存放JDK自身携带的Class对象。Interface元数据，存储的是java运行时的一些环境或类信息～，这个区域不存在垃圾回收！关闭VM虚拟机就会释放这个区域的内存

OOM的情况

一个启动类，加载了大量的第三方姐jar包，
Tomcat部署了太多的应用
大量的动态的反射类不断的被加载，直到内存满，就会出现OOM

jdk1.6之前：永久代，常量池是在方法区；
jdk1.7 ：永久代，但是慢慢的退化了，区永久代，常量池在堆中
jdk1.8之后：无永久代，常量池在原空间

堆的模型图

虚拟机的内存占用情况

测试

代码

public class JvmTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "hello world";
        while (true)
            str += str + new Random().nextInt(88888888) + new Random().nextInt(88888888);
    }
}

启动时添加jvm参数 -Xms8m -Xmx8m -XX:+PrintGCDetails
打印结果（GC过程以及OOM错误）

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1536K->512K(2048K)] 1536K->667K(7680K), 0.0013803 secs] [Times: user=0.01 sys=0.01, real=0.00 secs] 
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 2048K->512K(2048K)] 2203K->845K(7680K), 0.0013051 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 2007K->512K(2048K)] 2340K->1240K(7680K), 0.0020866 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1868K->512K(2048K)] 3459K->2351K(7680K), 0.0006873 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 1419K->0K(2048K)] [ParOldGen: 5291K->1423K(5632K)] 6711K->1423K(7680K), [Metaspace: 3347K->3347K(1056768K)], 0.0034816 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 923K->0K(2048K)] 4072K->3149K(7680K), 0.0003901 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2048K)] 3149K->3149K(7680K), 0.0004963 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2048K)] [ParOldGen: 3149K->3146K(5632K)] 3149K->3146K(7680K), [Metaspace: 3347K->3347K(1056768K)], 0.0033730 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.01 secs] 
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2048K)] 3146K->3146K(7680K), 0.0003357 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2048K)] [ParOldGen: 3146K->3127K(5632K)] 3146K->3127K(7680K), [Metaspace: 3347K->3347K(1056768K)], 0.0033696 secs] [Times: user=0.01 sys=0.01, real=0.00 secs] 
Heap
 PSYoungGen      total 2048K, used 57K [0x00000007bfd80000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
  eden space 1536K, 3% used [0x00000007bfd80000,0x00000007bfd8e4a8,0x00000007bff00000)
  from space 512K, 0% used [0x00000007bff00000,0x00000007bff00000,0x00000007bff80000)
  to   space 512K, 0% used [0x00000007bff80000,0x00000007bff80000,0x00000007c0000000)
 ParOldGen       total 5632K, used 3127K [0x00000007bf800000, 0x00000007bfd80000, 0x00000007bfd80000)
  object space 5632K, 55% used [0x00000007bf800000,0x00000007bfb0de20,0x00000007bfd80000)
 Metaspace       used 3389K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 369K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
  at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3332)
  at java.lang.AbstractStringBuilder.ensureCapacityInternal(AbstractStringBuilder.java:124)
  at java.lang.AbstractStringBuilder.append(AbstractStringBuilder.java:674)
  at java.lang.StringBuilder.append(StringBuilder.java:213)
  at com.yang.thingtest.JvmTest.main(JvmTest.java:14)
Process finished with exit code 1

7.1.4、jvm相关参数说明

-Xms 设置初始化堆内存大小默认1/64
-Xms 设置最大分配内存，默认1/4
-XX:+HeapDumpOnOutofMemoryError 当jvm发生OutofMemoryError 时会去下载一个dump文件，可以根据这个文件去分析是什么地方发生了错误

八、GC 垃圾回收

jvm在进行GC是，并不是对这三个区域统一回收。大部分时候，回收都是新生代

新生代
幸存区
老年代

GC的两个种类：轻GC（普通的GC）、重GC（全局GC）

总结

8.1、GC题目

jvm的内存模型和分区～详细到每个区放什么？
堆里边的分区有哪些？Eden、from、to、老年区，说说他们的特点
GC的算法有哪些？
轻GC 和重GC分别在什么时候发生？

8.2、GC的算法

8.2.1、GC之复制算法

GC的过程

好处：没有内存的碎片～
坏处：浪费了内存空间～；多了一半空间永远是空的（to区），假设对象100%存活（极端情况下，这种算法是不可取的）
复制算法的最佳使用场景：对象存活度较低的时候：新生区

8.2.2、GC之标记算法

优点：不需要额外的空间
缺点：两次扫描，严重浪费时间，会产生内存碎片

8.2.3、标记压缩

标记算法的在优化

没有最优的解决方案，永远都只是时间和空间的权衡，而现在因为不缺标记，所以都是优化复制算法

8.3、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

没有最好的算法，只有最合适的算法 -----> GC:分代收集算法

年轻代

存活率低
复制算法

老年代

区域大：存活率
标记清除（内存碎片不是太多）+ 标记压缩混合实现

九、JMM

什么是JMM？

JMM（Java Memory Model得缩写）java内存模型

他是干嘛的？

作用：缓存一致性协议，用于定义数据读写的规则

JVM初探