1. 什么是JVM
? ??????JVM是我們運(yùn)行java程序所必須的虛擬機(jī)環(huán)境或南，也是java實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)原理的不可或缺的東西菩暗。“一次編譯授账，到處運(yùn)行”靠的就是JVM。
2. 為什么要JVM優(yōu)化
? ??????我們的代碼都是在JVM中運(yùn)行的惨驶，JVM有自己默認(rèn)的配置白热，但是許多情況下采用默認(rèn)配置并不是最好的選擇，并且有可能導(dǎo)致運(yùn)行效率更差粗卜。我們還是需要針對(duì)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行一定的優(yōu)化使得程序運(yùn)行的更加順滑屋确。
3.?JVM組成
????????主要有四部分組成：運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)、類加載器子系統(tǒng)、本地方法庫攻臀、執(zhí)行引擎
3.1 類加載子系統(tǒng)
? ??????用于類加載的焕数。類加載的過程：
? ??????1.?加載：將字節(jié)碼文件加載到內(nèi)存中。加載方式分為顯示加載（new）以及隱式加載（反射）
????????2.?驗(yàn)證：驗(yàn)證加載的文件是否為字節(jié)碼文件刨啸，并且進(jìn)行一系列的安全驗(yàn)證
????????3.?準(zhǔn)備：對(duì)靜態(tài)變量分配內(nèi)存空間并且初始化賦值（0或者null）堡赔，如果想在這個(gè)階段為其賦明確值則需要為變量添加final修飾
????????4.?解析：將java符號(hào)引用替換為直接引用
????????5.?初始化：為變量進(jìn)行賦值
3.1.1?類與類加載器
? ??????每一個(gè)類,都需要和它的類加載器一起確定其在JVM中的唯一性.換句話來說,不同類加載器加載的同一個(gè)字節(jié)碼文件,得到的類都不相等.我們可以通過默認(rèn)加載器去加載一個(gè)類,然后new一個(gè)對(duì)象,再通過自己定義的一個(gè)類加載器,去加載同一個(gè)字節(jié)碼文件,拿前面得到的對(duì)象去instanceof,會(huì)得到的結(jié)果是false.
3.1.2?雙親委派機(jī)制
? ??????在java中包含有四種類加載器：?jiǎn)?dòng)類加載器、擴(kuò)展類加載器设联、應(yīng)用程序類加載器善已、自定義類加載器，前三種是必然存在的
? ??????直接拿應(yīng)用程序類加載器舉例吧离例，它在要加載一個(gè)類的時(shí)候不會(huì)直接嘗試去加載换团，而是會(huì)委派上級(jí)擴(kuò)展類加載器加載，擴(kuò)展類加載器也會(huì)繼續(xù)委派上級(jí)啟動(dòng)類加載器加載宫蛆。接著啟動(dòng)類加載器進(jìn)行加載艘包，如果啟動(dòng)類加載器在自己的搜索范圍沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)類則會(huì)讓擴(kuò)展類加載器加載，同樣的擴(kuò)展類加載器會(huì)在搜索范圍內(nèi)查找洒扎，如果沒有則繼續(xù)讓應(yīng)用程序類加載器加載辑甜，如果依舊沒有，此時(shí)就會(huì)拋出異常袍冷。
? ? ? ? 如上所說磷醋，每一個(gè)類加載器都有自己明確的加載范圍，啟動(dòng)類加載器負(fù)責(zé)加載JAVA_HOME/lib下的類胡诗；擴(kuò)展類加載器負(fù)責(zé)加載JAVA_HOME/lib/ext下的類邓线；應(yīng)用程序類加載器負(fù)責(zé)加載classpath下的類
? ? ? ? 那么這么復(fù)雜一個(gè)流程意義何在呢？
? ? ? ? 首先煌恢，可以明確的是進(jìn)行這樣的從下到上再?gòu)纳系较碌碾p親委派是有意義的：
? ??????這是為了安全性著想骇陈，舉例來說：我們自定義一個(gè)Object類，放到自己的Classpath中瑰抵，如果沒有這種雙親委派機(jī)制則會(huì)直接通過應(yīng)用程序類加載器將該類加載到內(nèi)存中你雌，勢(shì)必會(huì)引發(fā)混亂的。但是如果有了雙親委派機(jī)制二汛，則按照層級(jí)婿崭，在啟動(dòng)類加載器中將正確的Object類加載到內(nèi)存，不會(huì)將我們自定義的Object加載肴颊，也就不會(huì)發(fā)生問題了
3.2 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)
? ??????其中堆和方法區(qū)是所有線程共享的氓栈，其他的都是線程私有的。程序計(jì)數(shù)器是JVM中唯一一塊沒有OOM的區(qū)域婿着。
3.2.1?虛擬機(jī)棧
? ??????是線程私有的授瘦，每一個(gè)方法就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧楨醋界，方法中的局部變量就存放在棧楨中，與它相關(guān)的錯(cuò)誤有：Stack Overflow以及OOM前者是因?yàn)檎{(diào)用的方法過多并且沒有彈出（例如遞歸調(diào)用方法并沒有出口）提完，后者是因?yàn)樵趧?chuàng)建對(duì)象申請(qǐng)新空間時(shí)不足或者循環(huán)遞歸調(diào)用過多對(duì)象形纺。
????????虛擬機(jī)會(huì)為每個(gè)線程分配一個(gè)虛擬機(jī)棧，每個(gè)虛擬機(jī)棧中都有若干個(gè)棧幀氯葬，每個(gè)棧幀中存儲(chǔ)了局部變量表挡篓、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接帚称、返回地址等官研。一個(gè)棧幀就對(duì)應(yīng)Java代碼中的一個(gè)方法，當(dāng)線程執(zhí)行到一個(gè)方法時(shí)闯睹，就代表這個(gè)方法對(duì)應(yīng)的棧幀已經(jīng)進(jìn)入虛擬機(jī)棧并且處于棧頂?shù)奈恢孟酚穑恳粋€(gè)Java方法從被調(diào)用到執(zhí)行結(jié)束，就對(duì)應(yīng)了一個(gè)棧幀從入棧到出棧的過程楼吃。
3.2.2 本地方法棧
????????虛擬機(jī)棧執(zhí)行的是java方法始花，本地方法棧執(zhí)行的是本地（native）方法
3.2.3 方法區(qū)
? ??????在java1.7及以前方法區(qū)（永久代）屬于堆內(nèi)存上的一塊連續(xù)的區(qū)域。在jdk1.7之前用于存放類信息孩锡、常量池（包括字符常量池和class常量池）酷宵、編譯后的代碼、靜態(tài)變量躬窜；從1.7開始就準(zhǔn)備“去永久代”的規(guī)劃了浇垦，jdk1.7將字符常量池以及靜態(tài)變量放入到堆內(nèi)存中。1.8就沒有方法區(qū)了荣挨，取而代之的是在計(jì)算機(jī)內(nèi)存上的元空間
? ??????去永久代的原因男韧？
????????字符串容易導(dǎo)致永久代出現(xiàn)OOM
????????類及方法難以確定具體大小，指定永久代大小是個(gè)問題
????????永久代會(huì)為GC帶來不必要的復(fù)雜度默垄，且回收效率不高
3.2.4 堆內(nèi)存
? ??????堆內(nèi)存是用于存放對(duì)象及數(shù)組的區(qū)域此虑，是GC主要光顧的地方，是所有線程共享的口锭。分為新生代朦前、老年代。新生代主要用于存放剛創(chuàng)建的對(duì)象鹃操，是Mintor GC主要光顧的地方况既，由于采用分代GC算法，所以新生代又細(xì)分為Eden组民、S0、S1（標(biāo)記復(fù)制算法）悲靴，剛創(chuàng)建的對(duì)象會(huì)放在Eden中臭胜，當(dāng)經(jīng)歷一次GC之后存活的對(duì)象會(huì)被放入到survivor區(qū)莫其，默認(rèn)經(jīng)歷15次GC之后會(huì)放入到老年代（當(dāng)survivor區(qū)滿了的時(shí)候會(huì)直接放入到老年代），老年代是fullGC光顧耸三，間隔久乱陡，頻率不高。
4.?JVM垃圾回收
? ? ? ? 進(jìn)行垃圾回收需要做到的幾點(diǎn)：
? ? ? ? ????如何判斷垃圾對(duì)象仪壮？
? ? ? ? ? ? 什么時(shí)候回收垃圾對(duì)象憨颠？
? ? ? ? ? ? 怎么回收垃圾對(duì)象？
4.1?判斷一個(gè)對(duì)象是否屬于待回收狀態(tài)有兩種方法
4.1.1 引用計(jì)數(shù)法
? ? ? ? 每個(gè)對(duì)象都會(huì)有一個(gè)引用計(jì)數(shù)器积锅，當(dāng)有外部引用或者其他對(duì)象引用該對(duì)象時(shí)爽彤，會(huì)將引用計(jì)數(shù)器+1，當(dāng)失去引用時(shí)則-1缚陷，當(dāng)對(duì)象引用計(jì)數(shù)器為0時(shí)則表示當(dāng)前對(duì)象處于待回收狀態(tài)适篙。
? ??????缺點(diǎn)：
? ??????可能存在已沒有外部引用（對(duì)象實(shí)際應(yīng)處于待回收狀態(tài)），但是有其他對(duì)象引用了該對(duì)象箫爷，并且該對(duì)象也引用了它（內(nèi)部對(duì)象間互相引用）嚷节，使得雙方引用計(jì)數(shù)器不為0，導(dǎo)致不會(huì)被回收
????????如圖1所示虎锚，現(xiàn)在兩個(gè)實(shí)例對(duì)象的引用計(jì)數(shù)都為1硫痰，屬于非回收對(duì)象，當(dāng)外部不在引用實(shí)例對(duì)象1時(shí)窜护，其引用計(jì)數(shù)-1變?yōu)?效斑，此時(shí)實(shí)例對(duì)象1處于待回收狀態(tài)，如圖2所示柄慰。
? ? ? ? ? ?但是鳍悠，如果出現(xiàn)圖3所示情況，即實(shí)例對(duì)象之間互相進(jìn)行了引用坐搔，此時(shí)實(shí)例對(duì)象1和2的引用計(jì)數(shù)都是為2的藏研。此時(shí)，外部不在引用這兩個(gè)對(duì)象時(shí)概行，由于它們自身之間進(jìn)行了互相引用蠢挡，導(dǎo)致引用計(jì)數(shù)為1，所以不會(huì)被標(biāo)記為待回收狀態(tài)凳忙。
4.1.2?可達(dá)性分析法
? ??????通過GCRoots實(shí)現(xiàn)业踏，GCRoots是垃圾回收的起點(diǎn)，當(dāng)一個(gè)對(duì)象到GCRoot沒有任何引用鏈時(shí)（GCRoots到這個(gè)對(duì)象不可達(dá)）涧卵，則當(dāng)前對(duì)象處于待回收狀態(tài)勤家。
????????進(jìn)行可達(dá)性分析后對(duì)象和GC Roots之間沒有引用鏈相連時(shí)，對(duì)象將會(huì)被進(jìn)行一次標(biāo)記柳恐，接著會(huì)判斷如果對(duì)象沒有覆蓋Object的finalize()方法或者finalize()方法已經(jīng)被虛擬機(jī)調(diào)用過伐脖，那么它們就會(huì)被行刑（清除）热幔；如果對(duì)象覆蓋了finalize()方法且還沒有被調(diào)用，則會(huì)執(zhí)行finalize()方法中的內(nèi)容讼庇，所以在finalize()方法中如果重新與GC Roots引用鏈上的對(duì)象關(guān)聯(lián)就可以拯救自己绎巨，但是一般不建議這么做.
4.2 什么時(shí)候回收
? ? ? ? 每次垃圾回收的時(shí)候，都會(huì)將整個(gè)JVM暫停蠕啄，回收完成后再繼續(xù)场勤。這里涉及兩個(gè)概念：安全點(diǎn)、安全區(qū)
4.2.1 安全點(diǎn)
? ? ? ? 用白話解釋歼跟，舉例：媽媽正要進(jìn)行掃地和媳，但是小紅此時(shí)告訴媽媽：“我正在吃蘋果，還沒有吃完呢嘹承，你等我吃完再掃”窗价，媽媽就得等待小紅吃完蘋果再掃。那么此時(shí)小紅吃完蘋果時(shí)就是安全點(diǎn)叹卷，到那時(shí)媽媽就可以安心的進(jìn)行掃地了撼港。
? ??????從線程角度看，safepoint可以理解成是在代碼執(zhí)行過程中的一些特殊位置骤竹，當(dāng)線程執(zhí)行到這些位置的時(shí)候帝牡，說明虛擬機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)是安全的，如果有需要蒙揣，可以在這個(gè)位置暫停靶溜，比如發(fā)生GC時(shí)，需要暫停所有活動(dòng)線程懒震，但是該線程在這個(gè)時(shí)刻罩息，還沒有執(zhí)行到一個(gè)安全點(diǎn)，所以該線程應(yīng)該繼續(xù)執(zhí)行个扰，到達(dá)下一個(gè)安全點(diǎn)的時(shí)候暫停瓷炮，然后才開始GC，該線程等待GC結(jié)束递宅。參考原文鏈接：https://blog.csdn.net/u014590757/article/details/79855223
4.2.2 安全區(qū)
? ? ? ? 同樣的舉例：媽媽掃地娘香，此時(shí)小紅告訴媽媽：“沒事兒，媽媽你掃吧办龄，我等十分鐘再吃蘋果”烘绽，那么媽媽就會(huì)進(jìn)行掃地。此時(shí)這十分鐘就屬于安全區(qū)俐填，在這期間媽媽不用擔(dān)心掃地會(huì)影響到小紅安接。
? ??????安全區(qū)域是指在一段代碼片段中，引用關(guān)系不會(huì)發(fā)生變化英融，在該區(qū)域的任何地方發(fā)生gc都是安全的赫段。當(dāng)代碼執(zhí)行到安全區(qū)域時(shí)呀打，首先標(biāo)示自己已經(jīng)進(jìn)入了安全區(qū)域，那樣如果在這段時(shí)間里jvm發(fā)起gc糯笙，就不用管標(biāo)示自己在安全區(qū)域的那些線程了，在線程離開安全區(qū)域時(shí)撩银，會(huì)檢查系統(tǒng)是否正在執(zhí)行g(shù)c给涕，如果是那么就等到gc完成后再離開安全區(qū)域。
4.3 怎么回收垃圾
?4.3.1 常用回收算法
? ?1.?標(biāo)記-清除
????????首先標(biāo)記出所有要回收的對(duì)象额获，標(biāo)記完成之后統(tǒng)一回收够庙。
????????缺點(diǎn)：效率不高，并且會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)內(nèi)存空間不連續(xù)抄邀，之后如要存放大對(duì)象則不好存放
? ? 2. 標(biāo)記-復(fù)制
? ??????首先耘眨，將內(nèi)存空間分為兩部分，每次存儲(chǔ)中其中一塊境肾，當(dāng)一塊進(jìn)行GC時(shí)將存活對(duì)象復(fù)制到另一塊中剔难，同時(shí)把用過的那一塊中對(duì)象清除，如此反復(fù)
????????缺點(diǎn)：空間利用率不高
? ? 3. 標(biāo)記-整理
? ??????邊標(biāo)記處理邊整理使得空間連續(xù)
? ? ? ? 缺點(diǎn)：效率比較低
? ? 4. 分代回收算法
? ??????將堆內(nèi)存分為新生代和老年代奥喻，新生代又分為Eden偶宫、S0、S1环鲤，新生代對(duì)象一般存活時(shí)間較短纯趋，采用標(biāo)記-復(fù)制算法。老年代對(duì)象一般存活時(shí)間較長(zhǎng)冷离，會(huì)比較少次數(shù)的進(jìn)行回收吵冒，所以采用標(biāo)記-清除或者標(biāo)記-整理算法。
分代回收詳解：
? ? ● 大多數(shù)情況下西剥，新的對(duì)象都分配在Eden區(qū)痹栖，當(dāng)Eden區(qū)沒有空間進(jìn)行分配時(shí)，將進(jìn)行一次Minor GC蔫耽，清理Eden區(qū)中的無用對(duì)象结耀。清理后，Eden和From Survivor中的存活對(duì)象如果小于To Survivor的可用空間則進(jìn)入To Survivor匙铡，否則直接進(jìn)入老年代）图甜；Eden和From Survivor中還存活且能夠進(jìn)入To Survivor的對(duì)象年齡增加1歲（虛擬機(jī)為每個(gè)對(duì)象定義了一個(gè)年齡計(jì)數(shù)器，每執(zhí)行一次Minor GC年齡加1）鳖眼，當(dāng)存活對(duì)象的年齡到達(dá)一定程度（默認(rèn)15歲）后進(jìn)入老年代黑毅，可以通過-XX:MaxTenuringThreshold來設(shè)置年齡的值。
? ??●??當(dāng)進(jìn)行了Minor GC后钦讳，Eden還不足以為新對(duì)象分配空間（那這個(gè)新對(duì)象肯定很大）矿瘦，新對(duì)象直接進(jìn)入老年代枕面。
? ??●??占To Survivor空間一半以上且年齡相等的對(duì)象，大于等于該年齡的對(duì)象直接進(jìn)入老年代缚去，比如Survivor空間是10M潮秘，有幾個(gè)年齡為4的對(duì)象占用總空間已經(jīng)超過5M，則年齡大于等于4的對(duì)象都直接進(jìn)入老年代易结，不需要等到MaxTenuringThreshold指定的歲數(shù)枕荞。
? ??●??在進(jìn)行Minor GC之前，會(huì)判斷老年代最大連續(xù)可用空間是否大于新生代所有對(duì)象總空間搞动，如果大于躏精，說明Minor GC是安全的，否則會(huì)判斷是否允許擔(dān)保失敗鹦肿，如果允許矗烛，判斷老年代最大連續(xù)可用空間是否大于歷次晉升到老年代的對(duì)象的平均大小，如果大于箩溃，則執(zhí)行Minor GC瞭吃，否則執(zhí)行Full GC。
? ??●??當(dāng)在java代碼里直接調(diào)用System.gc()時(shí)碾篡，會(huì)建議JVM進(jìn)行Full GC虱而，但一般情況下都會(huì)觸發(fā)Full GC，一般不建議使用开泽，盡量讓虛擬機(jī)自己管理GC的策略牡拇。
? ??●??永久代（方法區(qū)）中用于存放類信息，jdk1.6及之前的版本永久代中還存儲(chǔ)常量穆律、靜態(tài)變量等惠呼，當(dāng)永久代的空間不足時(shí)，也會(huì)觸發(fā)Full GC峦耘，如果經(jīng)過Full GC還無法滿足永久代存放新數(shù)據(jù)的需求剔蹋，就會(huì)拋出永久代的內(nèi)存溢出異常。
? ??●??大對(duì)象（需要大量連續(xù)內(nèi)存的對(duì)象）例如很長(zhǎng)的數(shù)組辅髓，會(huì)直接進(jìn)入老年代泣崩，如果老年代沒有足夠的連續(xù)大空間來存放，則會(huì)進(jìn)行Full GC洛口。
4.3.2 Minor GC和Full GC
? ??????在說這兩種回收的區(qū)別之前矫付，我們先來說一個(gè)概念，“Stop-The-World”第焰。
如字面意思买优，每次垃圾回收的時(shí)候，都會(huì)將整個(gè)JVM暫停，回收完成后再繼續(xù)杀赢。如果一邊增加廢棄對(duì)象烘跺，一邊進(jìn)行垃圾回收，完成工作似乎就變得遙遙無期了脂崔。
????????而一般來說滤淳，我們把新生代的回收稱為Minor GC，Minor意思是次要的砌左，新生代的回收一般回收很快娇钱，采用復(fù)制算法，造成的暫停時(shí)間很短绊困。而Full GC一般是老年代的回收，并伴隨至少一次的Minor GC适刀，新生代和老年代都回收秤朗，而老年代采用標(biāo)記-整理算法，這種GC每次都比較慢笔喉，造成的暫停時(shí)間比較長(zhǎng)取视，通常是Minor GC時(shí)間的10倍以上。
????????所以很明顯常挚，我們需要盡量通過Minor GC來回收內(nèi)存作谭，而盡量少的觸發(fā)Full GC。畢竟系統(tǒng)運(yùn)行一會(huì)兒就要因?yàn)镚C卡住一段時(shí)間奄毡，再加上其他的同步阻塞折欠，整個(gè)系統(tǒng)給人的感覺就是又卡又慢。
4.3.3 常見垃圾回收器
現(xiàn)在常見的垃圾收集器有如下幾種
新生代收集器：Serial吼过、ParNew锐秦、Parallel Scavenge
老年代收集器：Serial Old、CMS盗忱、Parallel Old
堆內(nèi)存垃圾收集器：G1
????鄙人學(xué)識(shí)尚淺，本文中如有不妥之處，請(qǐng)見諒蹬昌！也請(qǐng)指出!
