笔记：JVM、对象分析与垃圾回收机制剖析

2021-03-21 本文已影响0人盐海里的鱼

JVM（Java Virtual Machine） Java虚拟机

JVM与操作系统.png

JVM 全称 Java Virtual Machine，也就是我们耳熟能详的 Java 虚拟机。它能识别 .class后缀的文件，并且能够解析它的指令，最终调用操作系统上的函数，完成我们想要的操作。它是可以跨语言跨平台的
过程如下：Java 文件->编译器>字节码->JVM->机器码。

执行过程.png

解释执行与JIT的区别：对字节码逐条解释执行，这种方式的执行速度相对会比较慢，尤其当某个方法或代码块运行的特别频繁时，这种方式的执行效率就显得很低。于是后来在虚拟机中引入了JIT编译器（即时编译器），当虚拟机发现某个方法或代码块运行特别频繁时，就会把这些代码认定为“Hot Spot Code”（热点代码），为了提高热点代码的执行效率，在运行时，虚拟机将会把这些代码编译成与本地平台相关的机器码，并进行各层次的优化，完成这项任务的正是JIT编译器。

JVM区域划分

JVM模型图.png
- 线程私有的区域：
  1.虚拟机栈：虚拟机栈在JVM运行过程中存储当前线程运行方法所需的数据，指令、返回地址。虚拟机栈由一个个方法的存储区域每个方法为一个栈帧。栈帧包括：操作数栈、局部变量表（存储方法中定义的变量）、动态连接（Java语言特性多态需要类运行时才能确定具体的方法）、完成出口（返回地址）。
  2.本地方法栈:调用native方法,本地方法栈跟 Java 虚拟机栈的功能类似，Java 虚拟机栈用于管理 Java 函数的调用，而本地方法栈则用于管理本地方法的调用。但本地方法并不是用 Java 实现的，而是由 C 语言实现的。
  本地方法栈是和虚拟机栈非常相似的一个区域，它服务的对象是 native 方法。你甚至可以认为虚拟机栈和本地方法栈是同一个区域。
  虚拟机规范无强制规定，各版本虚拟机自由实现，HotSpot直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
  3.程序计数器:较小的内存空间，当前线程执行的字节码的行号指示器；各线程之间独立存储，互不影响。空间较小 jvm中唯一不会OOM的区域。记录当没有cpu执行权时当前程序执行到哪一条字节码指令。下次拿到执行权继续从这条指令下去
  字节码助记码解释地址：https://cloud.tencent.com/developer/article/1333540
  栈帧的解释
  在JVM中，基于解释执行的这种方式是基于栈的引擎，这个说的栈，就是操作数栈。
  基于栈：移植性好但是需要编译
  基于寄存器：直接执行机器码速度快但是移植性差
- 线程共享的区域：
  分成方法区和堆区的主要目的是实现动静分离。（堆区一般存放对象实例，回收比较频繁，而方法区通常存放一些常量）
  1.方法区：一般存放类信息、静态变量、常量、即时编译的代码。
  <=jdk1.7一般称为永久代：受限于堆的大小
  >=jdk1.8 一般称为元空间：可使用机器内存好处方便拓展,坏处挤压堆空间
  2.堆：一般存放对象数组
- HSDB内存查看工具sa-jdi.jar
造成内存溢出的几个原因：
1.栈溢出：只压栈不弹栈（导致分配内存空间不足）
2.方法区溢出，CGLIB直接操作字节码运行时，生成大量的动态类。
3.堆溢出：没有连续内存分配给对象，空间不足
虚拟机优化技术：
1.方法内联
2.栈帧之间数据共享

java对象的简析(对象的诞生)

对象的创建过程：
类加载->检查加载->分配内存->内存初始化->设置(属于哪个class,对象头...)->对象初始化

对象的创建.png

新建对象分配内存的方式:
1.指针碰撞：移动一个对象大小的空间
2.空闲列表
对象的内存布局：

对象的内存布局.png
对象补充：一般对象的大小不是字节的整数倍会补充到整个对象的大小成为整数倍
对象的定位：
1.使用句柄
2.直接指针：java采用采用直接指针

image.png
判断对象是否存活的方法：

image.png

1.引用计数法:当对象被引用时计数器+1 对象被置空时计数器-1，计数简单但是存在内部互相引用不释放无法判断解开引用的情况
2.可达性分析（根可达），以GCRoots为根
GCRoots:静态变量线程栈变量常量池 JNI指针，异常，锁

常见的各种引用：
1.强引用：

Object o  = new Object()  ，= 就是强引用

2.软引用：gc时内存不足时会被回收

 SoftReference<Object> soft = new SoftReference(o);

3.弱引用：gc时会被回收

 WeakReference<Object> weak = new WeakReference(o);

4.虚引用：随时会被回收

 PhantomReference<Object> phantom = new PhantomReference(o);

对象分配策略：
1.几乎所有的对象都是在堆上分配，符合逃逸分析的会在栈上分配
2.堆区的划分：

堆区分配.png

对象优先在Eden分配
空间分配担保
大对象直接进入老年代
长期存活的对象进入老年代
动态对象年龄判定
新生代：Eden From To （8:1:1）（采用复制算法）=
老年代：存放长期存活对象和大对象