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你的關注意義重大!
java
JVM都是進階時必須邁過的坎。無論是工做仍是面試中，JVM都是必考題。
若是不懂JVM的話，薪酬會很是吃虧（近70%的面試者掛在JVM上了）。
請你談談你對JVM的理解？c++
JVM類加載器是怎麼樣的？有幾種？程序員
什麼是OOM，什麼是StackOverFlowError? 怎麼分析？web
JVM經常使用調優參數有哪寫？面試
GC有幾種算法？分別是怎麼執行的？算法
你知道JProfiler嗎，怎麼分析Dump文件？編程
Java虛擬機
！！
一、什麼是JVM？在哪？
JVM本質上是一個
程序，它能識別.class字節碼文件（裏面存放的是咱們對.java編譯後產生的二進制代碼），而且可以解析它的指令，最終調用操做系統上的函數，完成咱們想要的操做！安全關於Java語言的
跨平臺性，就是由於JVM，咱們能夠將其想象爲一個抽象層，只要這個抽象層JVM正確執行了.class文件，就能運行在各類操做系統之上了！這就是一次編譯，屢次運行微信
JVM是運行在操做系統之上的,它與硬件沒有直接的交互
二、JVM、JRE、JDK 的關係
JDK = JRE + javac/java/jar 等指令工具
JRE = JVM + Java基本類庫
三、JVM體系結構
類裝載器子系統
運行時數據區
執行引擎
本地方法接口
垃圾收集模塊
方法區是一種特殊的堆
棧裏面不會有垃圾，用完就彈出了，不然阻塞了main方法
垃圾幾乎都在堆裏，因此JVM性能調優%99都針對於堆
四、三種JVM（瞭解）
HotSpot
（咱們都用的這個）
JRockit
J9 VM
五、類加載器
.Class
字節碼文件
一、回顧new對象的過程
public class Student {
//私有屬性
private String name;
//構造方法
public Student(String name) {
this.name = name;
}
}
//運行時,JVM將Test的信息放入方法區
public class Test{
//main方法自己放入方法區
public static void main(String[] args){
//s一、s二、s3爲不一樣對象
Student s1 = new Student("zsr"); //引用放在棧裏，具體的實例放在堆裏
Student s2 = new Student("gcc");
Student s3 = new Student("BareTH");
System.out.println(s1.hashCode());
System.out.println(s2.hashCode());
System.out.println(s3.hashCode());
//class一、class二、class3爲同一個對象
Class<? extends Student> class1 = s1.getClass();
Class<? extends Student> class2 = s2.getClass();
Class<? extends Student> class3 = s3.getClass();
System.out.println(class1.hashCode());
System.out.println(class2.hashCode());
System.out.println(class3.hashCode());
}
}
s一、s二、s3的hashcode是不一樣的，由於是三個不一樣的對象，對象是具體的
class一、class二、class3的hashcode是相同的，由於這是類模板，模板是抽象的
首先Class Loader讀取字節碼
.class文件，加載初始化生成Student模板類經過
Student模板類new出三個對象
那麼Class Loader具體是怎麼執行咱們的.class字節碼文件呢，這就引出了咱們類加載器~
二、類加載器的類別
咱們編寫這樣一個程序
c++編寫，加載java核心庫java.*,構造拓展類加載器和應用程序加載器。根加載器加載拓展類加載器，而且將拓展類加載器的父加載器設置爲根加載器，而後再加載
應用程序加載器，應將應用程序加載器的父加載器設置爲拓展類加載器因爲引導類加載器涉及到虛擬機本地實現細節，咱們沒法直接獲取到啓動類加載器的引用；這就是上面那個程序咱們第三個結果爲
null的緣由。加載文件存在位置
java編寫，加載擴展庫，開發者能夠直接使用標準擴展類加載器。java9以前爲
ExtClassloader，Java9之後更名爲PlatformClassLoader加載文件存在位置
java
編寫，加載程序所在的目錄
2. 是Java默認的類加載器
java
編寫,用戶自定義的類加載器,可加載指定路徑的
class
文件
六、雙親委派機制
一、什麼是雙親委派機制
類加載器收到類加載的請求
將這個請求向上委託給父類加載器去完成，一直向上委託，直到根加載器
BootstrapClassLoader根加載器檢查是否可以加載當前類，能加載就結束，使用當前的加載器；不然就拋出異常，通知子加載器進行加載；自加載器重複該步驟。
二、做用
舉個例子：咱們重寫如下java.lang包下的String類
雙親委派機制
起的做用，當類加載器委託到
根加載器
的時候，
String類
已經被
根加載器
加載過一遍了，因此不會再加載，從必定程度上防止了危險代碼的植入!!
-
1. 防止重複加載同一個
.class
。經過不斷委託父加載器直到根加載器，若是父加載器加載過了，就不用再加載一遍。保證數據安全。
2. 保證系統核心.class，如上述的String類不能被篡改。經過委託方式，不會去篡改核心.class，即便篡改也不會去加載，即便加載也不會是同一個.class對象了。不一樣的加載器加載同一個.class也不是同一個class對象。這樣保證了class執行安全。
七、沙箱安全機制
什麼是沙箱？
沙箱（sandbox）
1. 沙箱是一個限制程序運行的環境。沙箱機制就是將 Java 代碼限定在虛擬機(JVM)特定的運行範圍中，而且嚴格限制代碼對本地系統資源訪問，經過這樣的措施來保證對代碼的有效隔離，防止對本地系統形成破壞。
沙箱主要限制系統資源訪問，系統資源包括CPU、內存、文件系統、網絡。不一樣級別的沙箱對這些資源訪問的限制也能夠不同。
java中的安全模型演進
本地代碼
和
遠程代碼
兩種
本地代碼
可信任，能夠訪問一切本地資源。遠程代碼
不可信信在早期的Java實現中，安全依賴於沙箱 (Sandbox) 機制。
Java1.1
版本中，針對安全機制作了改進，增長了
安全策略
，容許用戶指定代碼對本地資源的訪問權限。
Java1.2
版本中，再次改進了安全機制，增長了
代碼簽名
。
不論本地代碼或是遠程代碼，都會按照用戶的安全策略設定，由類加載器加載到虛擬機中權限不一樣的運行空間，來實現差別化的代碼執行權限控制。
域 (Domain)
的概念。
虛擬機會把全部代碼加載到不一樣的
系統域和應用域系統域部分專門負責與關鍵資源進行交互應用域部分則經過系統域的部分代理來對各類須要的資源進行訪問。虛擬機中不一樣的受保護域 (Protected Domain)，對應不同的權限 (Permission)。存在於不一樣域中的類文件就具備了當前域的所有權限，以下圖所示
組成沙箱的基本組件
1. 字節碼校驗器（bytecode verifier）
2. 類裝載器（class loader）
它防止惡意代碼去幹涉善意的代碼；
它守護了被信任的類庫邊界；
它將代碼納入保護域，肯定了代碼能夠進行哪些操做。
從最內層JVM自帶類加載器開始加載，外層惡意同名類得不到加載從而沒法使用；
因爲嚴格經過包來區分了訪問域，外層惡意的類經過內置代碼也沒法得到權限訪問到內層類，破壞代碼就天然沒法生效。
存取控制器（access controller）：存取控制器能夠控制核心API對操做系統的存取權限，而這個控制的策略設定，能夠由用戶指定。安全管理器（security manager）：是核心API和操做系統之間的主要接口。實現權限控制，比存取控制器優先級高。安全軟件包（security package）：java.security下的類和擴展包下的類，容許用戶爲本身的應用增長新的安全特性，包括：安全提供者
消息摘要
數字簽名
加密
鑑別
八、Native本地方法接口
JNI：Java Native Interface
本地接口的做用是融合不一樣的編程語言爲Java所用，它的初衷是融合C/C++程序
native
：凡是帶native關鍵字的，說明java的做用範圍達不到了，會去調用底層c語言的庫！進入本地方法棧，調用
本地方法接口JNI
，拓展Java的使用，融合不一樣的語言爲Java所用
Java誕生的時候C、C++橫行，爲了立足，必需要能調用C、C++的程序
因而在內存區域中專門開闢了一塊標記區域：Native Method Stack，登記Native方法
最終在執行引擎執行的的時候經過JNI（本地方法接口）加載本地方法庫的方法
九、PC寄存器
程序計數器
：Program Counter Register
每一個線程都有一個程序計數器，是
線程私有的，就是一個指針，指向方法區中的方法字節碼（用來存儲指向像一條指令的地址，也即將要執行的指令代碼），在執行引擎讀取下一條指令，是一個很是小的內存空間，幾乎能夠忽略不計
十、方法區
方法區
：Method Area
方法區是被全部線程共享，全部字段和方法字節碼，以及一些特殊方法，如構造函數，接口代碼也在此定義，簡單說，全部定義的方法的信息都保存在該區域，此區域屬於
共享區間；方法區與Java堆同樣，是各個線程共享的內存區域，用於存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼等數據。雖然Java 虛擬機規範把方法區描述爲堆的一個邏輯部分，可是它卻有一個別名叫作
Non-Heap（非堆），目的應該是與Java 堆區分開來。
1. 方法區中有啥？
靜態變量(static)
常量(final)
類信息（構造方法、接口定義）
運行時的
常量池
2. 建立對象內存分析
建立一個對象時，方法區中會生成對應類的抽象模板；還有對應的常量池、靜態變量、類信息、常量
咱們經過類模板去new對象的時候
堆中存放實例對象
棧中存放對象的引用，每一個對象對應一個地址指向堆中相同地址的實例對象
十一、棧
棧內存
，主管程序的運行，生命週期和線程同步，線程結束，棧內存就釋放了，
不存在垃圾回收
棧：先進後出
隊列：先進先出（FIFO）
一、棧中存放啥？
8大基本類型
對象引用
實例的方法
二、棧運行原理
棧表示Java方法執行的內存模型
每調用一個方法就會爲每一個方法生成一個
棧幀（Stack Frame），每一個方法被調用和完成的過程，都對應一個棧幀從虛擬機棧上入棧和出棧的過程。程序正在執行的方法必定在棧的頂部
三、堆棧溢出StackOverflowError
public class Test {
public static void main(String[] args) {
new Test().a();
}
public void a() {
b();
}
public void b() {
a();
}
}
十二、堆
Heap，一個JVM只有一個堆內存（棧是線程級的），堆內存的大小是能夠調節的
一、堆中有啥？
二、堆內存詳解
一、Young 年輕代
對象誕生、成長甚至死亡的區
Eden Space（伊甸園區）：全部的對象都是在此new出來的Survivor Space（倖存區)
倖存0區（From Space）（動態的，From和To會互相交換）倖存1區（To Space）
Eden區佔大容量，Survivor兩個區佔小容量，默認比例是8:1:1。
二、Tenured 老年代
三、Perm 元空間
存儲的是Java運行時的一些環境或類信息，這個區域不存在垃圾回收！關閉虛擬機就會釋放這個區域內存！
這個區域常駐內存，用來存放JDK自身攜帶的Class對象、Interface元數據。
jdk1.6以前：
永久代jdk1.7：
永久代慢慢退化，去永久代jdk1.8以後：
永久代更名爲元空間
三、什麼是OOM？
內存溢出java.lang.OutOfMemoryError
分配的太少
用的太多
用完沒釋放
四、GC垃圾回收
GC垃圾回收，主要在年輕代和老年代
伊甸園區
假設
伊甸園區只能存必定數量的對象，則每當存滿時就會觸發一次輕GC（Minor GC）輕GC清理後，有的對象可能還存在引用，就活下來了，活下來的對象就進入倖存區；有的對象沒用了，就被GC清理掉了；每次輕GC都會使得伊甸園區爲空若是
倖存區和伊甸園都滿了，則會進入老年代，若是老年代滿了，就會觸發一次重GC（FullGC），年輕代+老年代的對象都會清理一次，活下的對象就進入老年代若是
新生代和老年代都滿了，則OOM
OOM
1三、堆內存調優
一、查看並設置JVM堆內存
堆內存
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//返回jvm試圖使用的最大內存
long max = Runtime.getRuntime().maxMemory();
//返回jvm的初始化內存
long total = Runtime.getRuntime().totalMemory();
//默認狀況下：分配的總內存爲電腦內存的1/4,初始化內存爲電腦內存的1/64
System.out.println("max=" + max / (double) 1024 / 1024 / 1024 + "G");
System.out.println("total=" + total / (double) 1024 / 1024 / 1024 + "G");
}
}
JVM最大分配內存爲電腦內存的1/4
JVM初始化內存爲電腦內存的1/64
VM options
中能夠指定
jvm試圖使用的最大內存
和
jvm初始化內存
大小
-Xms1024m -Xmx1024m -Xlog:gc*
-Xmx用來設置jvm試圖使用的最大內存，默認爲1/4-Xms用來設置jvm初始化內存，默認爲1/64-Xlog:gc*用來打印GC垃圾回收信息
二、怎麼排除OOM錯誤？
1. 嘗試擴大堆內存看結果
jvm試圖使用的最大內存和jvm初始化內存大小
2. 利用內存快照工具JProfiler
MAT（Eclipse）
JProfiler
分析Dump內存文件，快速定位內存泄漏
得到堆中的文件
得到大的對象
…
3. 什麼是Dump文件？如何分析？
進程的內存鏡像，能夠把程序的執行狀態經過調試器保存到dump文件中
import java.util.ArrayList;
public class Test {
byte[] array = new byte[1024 * 1024];//1M
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Test> list = new ArrayList<>();
int count = 0;
try {
while (true) {
list.add(new Test());
count++;
}
} catch (Exception e) {
System.out.println("count=" + count);
e.printStackTrace();
}
}
}
OOM
接下來咱們設置如下堆內存，並附加生成對應的dump文件的指令
-Xms1m -Xmx8m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
表示當JVM發生OOM時，自動生成DUMP文件。
再次點擊運行，下載了對應的Dump文件
Show in Explorer
一直點擊上級目錄，直到找到.hprof文件，與src同級目錄下
咱們雙擊打開，能夠看到每塊所佔的大小，便於分析問題
點擊Thread Dump，裏面是全部的線程，點擊對應的線程能夠看到相應的錯誤，反饋到具體的行，便於排錯
每次打開Dump文件查看完後，建議刪除，能夠在idea中看到，打開文件後生成了不少內容，佔內存，建議刪除
附：安裝Jprofiler教程
2.下載客戶端 https://www.ej-technologies.com/download/jprofiler/files
打開IDEA的設置，找到Tools裏面的JProfiler，沒有設置位置則設置位置
此時則所有安裝完成！
1四、GC垃圾回收
一、回顧
Garbage Collection：垃圾回收
JVM在進行GC時，並非對
年輕代、老年代統一回收；大部分時候，回收都是在年輕代GC分爲兩種：
輕GC（清理年輕代）
重GC（清理年輕代+老年代）
二、GC算法
一、引用計數算法（不多使用）
每一個對象在建立的時候，就給這個對象綁定一個計數器。
每當有一個引用指向該對象時，計數器加一；每當有一個指向它的引用被刪除時，計數器減一。
這樣，當沒有引用指向該對象時，該對象死亡，計數器爲0，這時就應該對這個對象進行垃圾回收操做。
二、複製算法
年輕代
（
倖存0區
和
倖存1區
）
當Eden區滿的時候，會觸發
輕GC，每觸發一次，活的對象就被轉移到倖存區，死的就被GC清理掉了，因此每觸發輕GC時，Eden區就會清空；對象被轉移到了倖存區，倖存區又分爲
From Space和To Space，這兩塊區域是動態交換的，誰是空的誰就是To Space，而後From Space就會把所有對象轉移到To Space去；那若是兩塊區域都不爲空呢？這就用到了
複製算法，其中一個區域會將存活的對象轉移到令一個區域去，而後將本身區域的內存空間清空，這樣該區域爲空，又成爲了To Space；因此每次觸發
輕GC後，Eden區清空，同時To區也清空了，全部的對象都在From區
這也就是倖存0區和倖存1區總有一塊爲空的緣由
浪費了內存空間（浪費了倖存區一半空間）
對象存活率較高的場景下（好比老年代那樣的環境），須要複製的東西太多，效率會降低。
年輕代
三、標記–清除算法
標記階段：這個階段內，爲每一個對象更新標記位，檢查對象是否死亡；
清除階段：該階段對死亡的對象進行清除，執行 GC 操做。
四、標記–整理算法
標記-整理法
是
標記-清除法
的一個改進版。
標記-清楚-壓縮法
標記階段，該算法也將全部對象標記爲存活和死亡兩種狀態；
不一樣的是，在第二個階段，該算法並無直接對死亡的對象進行清理，而是將全部存活的對象整理一下，放到另外一處空間，而後把剩下的全部對象所有清除。
標記清除，到達必定量的時候再壓縮.
總結
思考：有沒有最優的算法？
分代收集算法
對象存活率低
用複製算法
區域大，對象存活率高
用
標記清除+標記壓縮混合實現
結束！
做者： Baret H
原文連接：http://i8n.cn/iWLG4r
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