快速认识JVM，深入掌握类加载器、JVM内存空间、JVM垃圾回收机制和双亲委派机制。

标签：对象内存空间回收静态内存 JVM 机制加载

什么是JVM

JVM（Java Virtual Mchine）java虚拟机，主要作用就是将Java字节码文件解释为能被各种操作系统理解的机器码。

JVM的三大功能

1.解释和运行：将字节码文件翻译为能被各种操作系统理解的机器码。

2.内存分配：给对象及其方法分配内存，管理对象。

3.即时编译（JIT）：将热点代码编译为字节码放到内存中，提高效率。

类加载器ClassLoad

类的生命周期

类的加载阶段：

将类的信息（硬盘、网络、反射）以二进制的形式加载到内存中。

注意：具体放在InstanceKlass（c语言编写）中，但因为Java程序不便直接操作c语言程序，所以使用Java.lang.Class进行映射。通过操作Java.lang.Class来控制InstanceKlass。

类的连接阶段：

连接阶段分为：验证、准备、解析。主要作用是验证Java代码是否符合规范、静态变量赋初始值（并不是直接赋原本变量值，而是赋0、1这种初值。final修饰变量在此阶段赋值）、将符号引用转变为内存地址值。

类的初始化阶段：

初始化阶段主要是给静态变量赋真值、执行静态方法（final修饰的静态变量在连接节段的准备状态中赋值）。

是否触发初始化，访问静态变量就会初始化。记住两个特例：final修饰的静态变量（final修饰静态变量赋值不为常量除外）、创建数组的类不会初始化。

触发初始化的情况：

使用Class.forName(),反射加载类
访问静态变量，访问final修饰的静态变量除外
new对象
访问final修饰的静态变量右边不是常量，会初始化（特殊情况）

不触发初始化的情况：

无静态代码块或无静态变量赋值语句
有静态变量，但是没有赋值
使用final关键字修饰的静态变量（final修饰的静态变量右边不是常量除外）
创建数组的类，类本身不会初始化（特殊情况）

类加载器

双亲委派机制（重点）

什么是双亲委派机制？

加载类时，向父类寻找是否加载过该类，如果加载过类直接返回加载过的类，避免重复加载。寻找到启动类加载器后，从启动类加载器向下加载该类，保证加载类时的优先级顺序。

Application的父类是Extension，Extension加载器的父类是BootStrap。

双亲委派机制的优点：

1.避免恶意修改JDK的核心类库

2.避免类被重复加载

如何打破双亲委派机制

为什么要打破双亲委派机制？

双亲委派机制中类加载都是由Application、Extension、BootStrap加载，这样做不够灵活。例如在高度模块化的组件中，每个模块有自己的类加载器，操作自己的类加载器进行热操作，不去影响其他模块，这样操作更灵活。

如何打破双亲委派机制？

注意：

1.如果想实现自定义的类加载器，但是不想打破双亲委派机制，可以重写findClass方法。

2.类加载器和全限定类名相同，在Java中才会被认为是一个类。（类加载器不同，类名相同不是一个类）

重写ClassLoad类中loadClass（）方法

双亲委派机制的核心逻辑，只要我们将这段代码重写就可以打破双亲委派机制

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)

 synchronized (getClassLoadingLock(name)) {

 Class<?> c = findLoadedClass(name);

    if (c == null) {
     if (parent != null) {
       c = parent.loadClass(name, false); //当前类加载器没有加载到类，就去父类寻找
      } else {
        c = findBootstrapClassOrNull(name);
         }
       }

JVM内存区域（重点）

JVM内存区域，各空间详解

线程不共享区

程序计数器：程序计数器记录当前线程字节码执行位置。作用是，在线程切换后该线程可以继续执行之前因线程切换而未完成的任务。

栈（当方法递归执行时会造成内存泄漏）：通过栈（先进后出）来记录方法栈帧。方法栈帧包括局部变量表（存放局部变量）、操作数栈（存放临时数据）、帧数据（变量内存地址/动态链接、方法出口、异常表）。

本地方法栈：记录本地方法的方法栈帧。

线程共享区

堆（创建过多对象时会造成内存泄漏）：存储对象、数据、集合。（重点是堆的垃圾回收）

方法区：储存类信息、运行时常量池（放置在元空间中）、字符常量池（堆内存）。

JVM垃圾回收（重点）

如何判断可以垃圾回收的内存区域

引用计数法：给对象添加计数器，统计对象引用次数，如果为0表示没有引用该对象可以回收。存在的问题是，两个对象相互引用就无法回收。

可达性分析法（JVM采用方案）：将对象分为两类，GCroot对象，普通对象；如果普通对象的引用路线中有GCroot对象，就不会被回收。

GCroot对象包括：

线程对象
java.lang,Class对象
监视器对象，，用来保存同步锁synchronized关键字持有的对象
本地方法栈中的全局变量

JVM垃圾回收算法

标记清除算法：标记不可回收空间，删除其他对象所占空间。

优点，实现简单；缺点，产生内存碎片。

复制算法：将内存空间分为From，To两片空间。每次GC时会将不可回收对象放到To空间中，然后将To改为From（From改名为To，确保From永远存储不可回收对象）。

优点，解决内存碎片；缺点，空间利用效率低（只能利用一半内存）

标记整理算法：标记不可回收空间，并将这些空间转移到同一端，删除其他对象内存空间。

优点，解决内存碎片；缺点，需要执行多次空间转移算法时间利用率低。

分代GC（重点）

分代GC中堆空间内存图

分代GC过程中对象经历的全过程（这是小编呕心沥血画的示意图，友友们觉着不错快点赞吧！）

G1垃圾回收器（重点）

G1垃圾回收器的特点：

将内存区域划分为Region，区域不连续而是独立的小块。
支持多核CPU并发进行垃圾回收。
允许自主设置最大停止时间（G1通过判断Eden、Survivor区回收时间进行预估）

G1垃圾回收算法：

G1判断内存空间占年轻代60%，触发youngGC，回收年轻代内存，采用复制算法。

G1判断内存空间占总堆的45%，触发MixedGc，回收年轻代+老年代内存，采用复制算法。

G1判断内存空间占满，触发fullGC，回收年轻代+老年代内存，采用标记整理法。

并发垃圾回收过程

第一步：初始标记GCroot对象，阻塞执行。

第二步：标记GC存活对象，并发执行。

第三步：最终标记的是标记GC存活对象并发过程中所修改的对象，不去管理新创建或者不再关联的对象，阻塞执行。

第四步：并发清除垃圾对象，并发执行。

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