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虚拟机

2019-06-20 17:37:32   0  举报

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AI智能生成

虚拟机

作者其他创作

大纲/内容

垃圾回收

概念

JVM来说，垃圾指的是在堆中死亡的对象所占据的内存空间

怎么知道对象死没死

引用计数法

概念

它的做法是为每个对象添加一个引用计数器，用来统计指向该对象的引用个数。一旦某个对象的引用计数器为0,就
判断为死亡

缺点

额外的空间来存储计数器，以及繁琐的更新计数器以外；引用计数法还有一个重大的漏洞：无法处理循环引用

可达性分析

概念

将一系列被称为GC Roots的变量作为初始的存活对象合集，然后从该合集出发，所有能够被该集合引用到的对象，
并将其加入到该集合中，而不能被该合集所引用到的对象，并可对其宣告死亡。

缺点

在多线程环境下，其他线程可能会更新已经访问过的对象中的引用，而我们的可达性分析线程却没有同步到最新的内容。
那么就会造成误报或者漏报。对于JVM来说误报顶多损失了部分垃圾回收的机会。漏报则比较麻烦，因为垃圾回收器可能
回收了仍被引用的对象…

解决方案

Stop-the-world以及安全点

垃圾回收的三种方式

清除（sweep）

概念

把死亡对象所占据的内存标记为空闲内存，并记录在一个空闲列表（free list）之中。当需要新建对象时，
内存管理模块便会从该空闲列表中寻找空闲内存，并划分给新建的对象。

缺点

1、造成内存碎片。由于 Java 虚拟机的堆中对象必须是连续分布的，因此可能出现总空闲内存足够，但是无法分配的极端情况。
比如：总空间100M，此时我们需要申请100M的数组。但是由于内存不连续，因此我们就会申请失败。2、分配效率较低。
如果是一块连续的内存空间，那么我们可以通过指针加法（pointer bumping）来做分配。而对于空闲列表，Java 虚拟机则
需要逐个访问列表中的项，来查找能够放入新建对象的空闲内存。

压缩（compact）

概念

把存活的对象聚集到内存区域的起始位置，从而留下一段连续的内存空间。

缺点

压缩算法的性能开销

优点

能够解决内存碎片化的问题

复制（copy）

概念

把内存区域分为两等分，分别用两个指针 from 和 to 来维护，并且只是用 from 指针指向的内存区域来分配内存。当发生
垃圾回收时，便把存活的对象复制到 to 指针指向的内存区域中，并且交换 from 指针和 to 指针的内容。

现代设计方案

一般是把Java堆分作新生代和老年代，根据各个年代的特点采用最适当的收集算法

运行流程(概要)

java程序编译成字节码,经jvm解释成机器码,最终在操作系统上执行

类加载过程

1.加载

类加载器classLoader加载把java字节码加载到内存

2.连接

2.1验证

确保类加载的正确性。一般情况由javac编译的class文件是不会有问题的，但是可能有人的class文件是自己通过其他方式编译出来的，这就很有可能不符合jvm的编译规则，这一步就是要过滤掉这部分不合法文件　

2.2准备

为类的静态变量(static修饰的成员变量)分配内存，将其初始化为默认值。我们都知道静态变量是可以不用我们手动赋值的，它自然会有一个初始值比如int 类型的初始值就是0 ；boolean类型初始值为false，引用类型的初始值为null 。这里注意，只是为静态变量分配内存，此时是没有对象实例的

2.3解析

把类中的符号引用转化为直接引用。解释一下符号引用和直接引用。比如在方法A中使用方法B，A（）{B（）；}，这里的B（）就是符号引用，初学java时我们都是知道这是java的引用，以为B指向B方法的内存地址，但是这是不完整的，这里的B只是一个符号引用，它对于方法的调用没有太多的实际意义，可以这么认为，他就是给程序员看的一个标志，让程序员知道，这个方法可以这么调用，但是B方法实际调用时是通过一个指针指向B方法的内存地址，这个指针才是真正负责方法调用，他就是直接引用。

3.初始化

为类的静态变量赋予正确的初始值，上述的准备阶段为静态变量赋予的是虚拟机默认的初始值，此处赋予的才是程序编写者为变量分配的真正的初始值

运行时数据区

方法区

jdk1.3~1.6 方法区用于存储虚拟机加载的1.类信息,2.常量,3.静态变量,4.编译器编译后的代码

jdk1.7 方法区存储1.类信息,2.编译后的代码

jdk1.8 方法区不存在,类信息,编译后的代码移动到元空间(MetaSpace),元空间直接占用本地内存

堆区

主要用于存放对象和数组,它是jvm管理的内存中最大的一块区域

虚拟机栈

每个线程分配一个虚拟机栈,每个虚拟机栈中都有若干个栈帧(一个方法就是一个栈帧),每个栈帧存储了局部变量表,
操作数栈,动态链接,返回地址等.当线程执行方法时,就代表这个方法对应的栈帧已经进入虚拟机栈并且处于栈顶的位置
,每一个java方法从被调用到执行结束,就对应了一个栈帧从入栈到出栈的过程.

本地方法栈