初探JVM

简介

        JVM（Java Virtual Machine）是Java虚拟机。Java虚拟机本质就是一个程序，当它在命令行上启动的时候，就开始执行保存在某字节码文件中的指令。Java语言的可移植性正是建立在Java虚拟机的基础上。任何平台只要装有针对该平台的Java虚拟机，字节码文件就可以在该平台上运行。也就是常说的“一次编译，多次运行”。

        JVM位于操作系统之上，和软件同级。

JVM的体系结构

类加载器

        虚拟机把描述类的数据从class字节码文件加载到内存，并对数据进行检验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型，这就是虚拟机的类加载机制。

        类加载器整个完整的生命周期包括加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载七个阶段。“家(加载)宴(验证)准(准备)备了西(解析)式(初始化)菜”

双亲委派机制

        其具体的过程表现为当一个类加载的过程中，它不会去加载，而是委托给自己的父类去加载，父类又委托给自己的父类。所有的类加载都会委托给顶层的父类，即根启动器（Bootstrap Classloader）进行加载，然后父类自己无法完成这个加载请求，子加载器才会尝试自己去加载。

        1、类加载器收到类加载的请求

        2、将这个请求向上委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到启动类加载器

        3、启动类加载器检查是否能加载当前这个类，如果能加载就结束，并使用当前的加载器，如果不能则抛出异常，通知子类加载器进行加载。

        4、如果重复第3步骤没有加载，则报Class Not Found错误。

 

沙箱安全机制

        Java安全模型的核心就是Java沙箱（sandbox），什么是沙箱？沙箱是一个限制程序运行的环境。沙箱机制就是将 Java 代码限定在虚拟机(JVM)特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问，通过这样的措施来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。沙箱主要限制系统资源访问，那系统资源包括什么？——CPU、内存、文件系统、网络。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也可以不一样。

  所有的Java程序运行都可以指定沙箱，可以定制安全策略。

Native当一个方法使用Native修饰，说明在Java的作用范围达不到了，需要调用底层C语言的库。

方法区static、final、class、常量池

栈溢出

 public static void main(String[] args) {
  ne Test.a();
 }

 public void a(){
  b();
 }
 public void b(){
  a();
 }

方法在内存中的执行过程

堆

 GC垃圾回收机制，主要是回收新生区中的伊甸园区和养老区中不使用或丢弃的对象。

        堆内存中细分为三部分

                1、新生区类诞生和成长，甚至死亡的地方

                        伊甸园区所有的对象都是在伊甸园区诞生的

                        幸存者区（from、to）存放伊甸园区存活下来的对象（哪个区域为空，则是to）

                2、老年区存放新生区存活下来的对象，不容易被清除。

                3、永久区这个区域是常驻内存的。存储的是Java运行时的一些环境。这个区域不存在垃圾回收！关闭JVM虚拟机就会释放这个区域的内存。

                        jdk1.6之前叫永久代，常量池是在方法区；

                        jdk1.7叫永久代，慢慢的在退化。常量池在堆中；

                        jdk1.8之后叫元空间，常量池在元空间；

堆内存调优

        若报了OOM错误

                        1、尝试扩大堆内存，看结果（-Xms1024m -Xmx1024m -XX:PrintGCDetails）

                        2、分析内存，看是否存在死循环等问题

JProfiler工具分析OOM原因

        作用

                1、分析Dump内存文件，快速定位内存泄漏

                2、获得堆中数据

                3、获得大的对象

        安装与下载

                1、IDEA中在setting中安装JProfiler插件

                2、Java Profiler - JProfiler (ej-technologies.)到官网下载。

        简单使用

                1、在IDEA中添加 “-Xms1m -Xmx8m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError”

                2、将生成的JProfiler文件在JProfiler中打开分析

GC

        GC的作用区域只有在堆和方法区中。

        GC涉及的算法

                1、复制算法划分俩个区域，每次只使用其中一个区域，垃圾回收时，把正在使用的对象放到另一个区域（主要使用在新生区）。

                2、标记清除算法标记被引用的对象，清除未被标记的对象。

                3、标记整理算法标记引用的对象，清除未被标记的对象并把标记的对象压缩到一个堆中。

内存效率   复制算法>标记清除算法>标记整理算法（时间复杂度）

内存整齐度复制算法==标记整理算法>标记清除算法

内存利用率标记整理算法==标记清除算法>复制算法