JVM学习笔记

复习之前学的内容，同时补充以下知识点：JVM的双亲委派机制、伊甸区与老年代相关知识；
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双亲委派机制

双亲的含义应该就是AppClassLoader有：ExtClassLoader和BootstrapClassLoader“两个”父加载器。
首先介绍Java中的类加载器

Java中的类加载器

Bootstrap ClassLoader（启动类加载器），默认加载jdk\lib目录下jar中的诸多类。可以使用-Xbootclasspath指定。
Extension ClassLoader（扩展类加载器），默认加载jdk\lib\ext目录下的jar中的诸多类。可以使用java.ext.dirs系统变量更改。
Application ClassLoader（应用程序加载器），应用程序加载器，负责加载开发人员所编写的诸多类。
User ClassLoader（自定义加载器），自定义类加载器，当存在上述加载器解决不了的特殊情况时，或者存在特殊要求时，可以自行实现类加载逻辑。
关系图：
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双亲委派

通俗故事：

假设用户刚刚摸鱼时写了个Test类想进行加载，此时会发送给应用程序类加载器AppClassLoader；
然后AppClassLoader并不会直接去加载Test类，而是会委派于父类ExtClassLoader，来完成此操作；
ExtClassLoader同样不会直接加载Test类，而是会继续委派父类BootstrapClassLoader；
BootstrapClassLoader已经是顶层了，没有更高的父类加载器了，因此BootstrapClassLoader就从jdk\lib中搜索是否存在，因为这里是用户自己写的Test类，因此不会存在于jdk下，所以此时会给子类一个反馈；
ExtClassLoader收到父类传回的反馈，知道父类加载器没有找到对应的类，爸爸靠不住，就只能自己来加载了，结果显而易见，自己也不行，只能给下面的子类加载器，AppClassLoader；
AppClassLoader收到父类加载器的反馈，顿时明白，原来爸爸虽然是爸爸，但是终究不能管儿子的私事，所以此时，AppClassLoader就自己尝试去加载。
结果，就这样成功了，走了一大圈，兜兜转转还是自己干。

什么是双亲委派

为什么使用双亲委派

专业性解释：①避免类的重复加载；②防止核心API被篡改；
为了避免原始类被覆盖的问题。
老子走过的路，小子不用走
比如，用户编写了一个Object类，放入程序中加载。
当没有双亲委派机制时，就会出现重复的Object类，给开发人员造成很大的困扰，本来就只需要基于JDK开发就好了，现在还得把JDK中的类全记住，避免编写重复的类。
当存在双亲委派机制时，整个事情就不一样了，每次加载类时，都会遵循双亲委派机制，去问父类是否可以加载，如果可以呢，那就不需要再次加载了，这样事情就简单了。

Tomcat为什么要自定义类加载器

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如何打破双亲委派模型（太高级，尝试看一下）

为什么要考虑这个问题？

自定义类加载器时，重写loadClass方法。

双亲委派还有什么

运行时数据区

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蓝色部分是多个线程共享部分；
绿色部分为单个线程独享部分；

方法区

；

解释器

JIT编译器

GC

为什么需要GC

垃圾是指JVM中没有任何引用指向的对象，如果不清理这些垃圾对象，那么他们就一直占用内存，而不能给其他对象使用，最终垃圾对象越来越多，就会出现OOM。

垃圾标记阶段

先找到垃圾对象。

引用计数法：

每个对象保存一个引用计数器属性，用户记录对象被引用的次数。
a)优点：实现简单，计数器为0就是垃圾对象；
b)缺点：
①无法解决循环引用问题；
②需要额外的空间记录；
③需要额外的时间维护应用计数。
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可达性分析方法：

以GCRoots作为起始点，然后一层一层找到对应的对象，被找到的对象就是存活对象，那么其他对象就是不可达对象，即垃圾对象。
GCRoots包括：

线程中虚拟机栈中正在执行的方法中方法参数、局部变量所对应的对象引用；
线程中本地方法栈中正在执行的方法中方法参数、局部变量所对应的对象引用；
方法区保存的类对象的静态属性所对应的对象引用；
方法区保存的类对象的常量属性所对应的对象引用；
等等；

标记清除算法

STW，Stop The World；

标记阶段：
清除阶段：

a) 缺点：效率不高；产生内存碎片；
b) 优点：逻辑简单；

复制算法

Copying
将内存分为两块，每次只使用其中一块，进行GC时，将可达对象赋值到另外没有被使用的内存块中，然后再清楚当前内存块中的所有对象，内存块交替使用。
a) 缺点：耗费空间较大；可达对象多时，效率很低，因此适用于新生代，垃圾对象多的空间；对象内存之地变化之后，需要额外的时间修改对象的引用地址。
b) 优点：没有内存碎片；没有标记和清除阶段，直接复制操作，不需要修改对象头；

标记-整理算法

Mark-Compact算法
第一阶段，从GCRoots找到并标记可达对象；
第二阶段，将所有存活对象移动到内存的一端；
最后清理边界外所有的空间；
a) 缺点：需要修改对象引用地址；~~适用于垃圾对象少、可达对象多；效率低~~ ，三种当中最低的；
b) 优点：没有内存碎片；不需要额外的内存空间；

分代收集算法

分代收集的理念
不同对象的存活时间不一样，因此可以针对不同的对象采取不同的垃圾回收算法。

新生代的对象存活时间比较短，那么就可以利用复制算法，它适合对象比较多的情况。
老年代的对象存活时间比较长，所以不适合用复制算法，可以用标记-清除或者标记-整理算法，比如：
a) CMS垃圾收集器采用的就是标记-清除算法；
b) Serial Old采用的就是标记-整理算法；

CMS垃圾收集器

整个垃圾收集过程变长了，但是STW时间变短了；
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初始标记；STW
并发标记；
重新标记；STW，时间很短；
并发清理；
并发重置；
当出现新对象要进入老年代，但是空间不够时，会导致“concurrent mode failure”，此时可以利用Serial Old进行一次垃圾收集，就是做一次全局STW。

G1垃圾收集器

Garbage First
将整个内存分为一个个的方块，均分为2048块。
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初始标记；STW；
并发标记；
最终标记；STW；
筛选回收；STW；可以通过-XX：MaxGCPauseMillis来制定GC的STW停顿的时间，所以可能并不会回收掉所有垃圾对象，默认200ms；采用复制算法，不会产生碎片（会把某个region对象复制到另外空闲的region中）
YoungGC：Eden区满了，就会触发G1的YoungGC，对Eden区进行GC
MixedGC：老年代占用率达到了-XX：InitiatingHeapOccupancyPercent指定的百分比，回收所有的新生代以及部分老年代，以及大对象区
FullGC：在进行MixedGC过程中，采用复制算法，如果复制过程内存不够，会触发FullGC，会STW，并采用单线程进行标记-整理算法进行GC，相当于一次Serial GC；

堆区

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所有的对象和数组都应该存放在堆区，在执行字节码指令时，会把创建的对象存入堆中，对象对应的引用地址存入虚拟机栈中的栈帧中，不过当方法执行完之后，刚刚被创建的对象并不会被回收，而是要等JVM后台执行GC之后，对象才会被回收。

Xms：设置堆的初始化内存大小，等价于-XX：InitialHeapSize;
Xmx：设置堆的最大内存，等价于-XX：MaxHeapSize；
一般会把两个设置为一样，这样JVM就不需要再GC后去修改堆的内存大小了，提高了效率，默认，初始化内存大小=物理内存大小/64，最大内存大小=物理内存大小/4；