最近在閱讀《深入理解JAVA虛擬機》彪杉，因為本人記性較差灭抑，而且這類書本身就比較難懂，更需要反復閱讀，所以采用的是慢讀+筆記的學習方式模闲，一處看不懂會反復地再閱讀建瘫。
本書是基于jdk7，目前的最新版本是jdk1.9(2017.9）
jdk1.x一般指的是開發(fā)版本尸折，jdkX是真正改動后的名字啰脚。
筆記是按照閱讀順序（目錄順序？)
第一部分：走進JAVA
概念：
1实夹、JVM（JAVA virtual machine）：Java虛擬機橄浓，提供了字節(jié)碼文件（.class）的運行環(huán)境支持。JVM是一種用于計算設備的規(guī)范收擦，它是一個虛構出來的計算機贮配，是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實現(xiàn)的。引入Java語言虛擬機后塞赂，Java語言在不同平臺上運行時不需要重新編譯泪勒。
Java語言使用Java虛擬機屏蔽了與具體平臺相關的信息，使得Java語言編譯程序只需生成在Java虛擬機上運行的目標代碼（字節(jié)碼）宴猾，就可以在多種平臺上不加修改地運行圆存。Java虛擬機在執(zhí)行字節(jié)碼時，把字節(jié)碼解釋成具體平臺上的機器指令執(zhí)行仇哆。這就是Java的能夠“一次編譯沦辙，到處運行”的原因。
2讹剔、JRE(JAVA Runtime Environment）：是支持JAVA程序運行的標準環(huán)境油讯，包含JAVA SE API子架，JAVA虛擬機延欠。運行JAVA程序所必須的環(huán)境的集合陌兑，包含JVM標準實現(xiàn)及Java核心類庫。
.jre判斷程序是否執(zhí)行結束的標準時：所有的前臺線程都執(zhí)行完畢由捎。
3兔综、JDK（Java Development Kit）：是支持JAVA程序開發(fā)的最小環(huán)境，是Java 語言的軟件開發(fā)工具包(SDK)狞玛。包含JAVA語言软驰、JAVA虛擬機、JAVA API類庫心肪。
即 jdk（java開發(fā)工具）> jre(java運行時環(huán)境）> jvm(java虛擬機）
4锭亏、java一開始是sun公司，后來的oracle公司收購蒙畴。
5贰镣、現(xiàn)在主流的虛擬機有：HotSpot VM
第二部分：自動內(nèi)存管理機制
一呜象、運行時java虛擬機管理的數(shù)據(jù)區(qū)域：
1膳凝、程序計數(shù)器：該內(nèi)存區(qū)域是唯一一個在java虛擬機規(guī)范中沒規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域碑隆。線程隔離。
每條線程有一個獨立的PC蹬音，且互不影響上煤，獨立存儲。是線程私有的內(nèi)存著淆。
用于選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令劫狠。
2、JAVA虛擬機棧：為虛擬機執(zhí)行java方法（也就是字節(jié)碼）服務
也是線程私有的內(nèi)存永部，生命周期同線程独泞。是線程隔離的。
描述JAVA方法執(zhí)行的內(nèi)存模型苔埋，每個方法調(diào)用時都創(chuàng)建一個棧幀懦砂，用于存儲信息。方法從調(diào)用到執(zhí)行完成组橄，意味一個棧幀在虛擬機棧中入棧到出棧荞膘。
一般JAVA內(nèi)存區(qū)的棧就是指虛擬機棧。
在java虛擬機規(guī)范中：對該區(qū)域規(guī)定2種異常狀況：
（1）線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的深度玉工，拋出StackOverflowError異常羽资；
（2）虛擬機棧擴展時無法申請足夠內(nèi)存，拋出OutOfMemoryError異常
3遵班、本地方法棧（為虛擬機使用到的native方法服務）
可以自由實現(xiàn)屠升，或者有的JVM將虛擬機棧和方法棧合二為一。
在java虛擬機規(guī)范中：同樣拋出兩種異常狭郑。
棧區(qū)：存方法局部變量
4腹暖、JAVA堆：所有線程共享的內(nèi)存區(qū)域
一般時JAVA虛擬機所管理的內(nèi)存中最大的一塊，被所有線程共享愿阐，在虛擬機啟動時創(chuàng)建微服。
目的：存放對象實例（所有對象實例都在這分配內(nèi)存）類對象！缨历！
JAVA堆時垃圾收集器管理的主要區(qū)域（常叫為GC堆以蕴，Garbage Collected Heap）
在java虛擬機規(guī)范中：可處于物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間，只要邏輯上是連續(xù)的即可辛孵。若在堆中沒有內(nèi)存完成實例分配丛肮，且堆也無法再擴展，拋出OutOfMemoryError異常魄缚。
5宝与、方法區(qū)：所有線程共享的內(nèi)存區(qū)域焚廊，與堆一樣
用于存儲已被虛擬機加載的類信息、常量习劫、靜態(tài)變量咆瘟、即時編譯器變異后的代碼等數(shù)據(jù)。
在java虛擬機規(guī)范中：
不需要連續(xù)的內(nèi)存和可選擇固定大小或者可擴展
可選擇不是先垃圾收集（也常被成為永久代）诽里，但一般收集是必要的袒餐，不然會內(nèi)存泄漏...bug
當方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需求時，拋出OutOfMemoryError異常
(1)運行時常量池：是方法區(qū)一部分
存放編譯期生成的各種字面量和符號引用谤狡，將在類加載后進入方法區(qū)的運行時常量池中存放灸眼。
沒有什么規(guī)定。
但具備動態(tài)性墓懂，常量不一定只有編譯期產(chǎn)生焰宣。同樣，當方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需求時捕仔，拋出OutOfMemoryError異常
PS:直接內(nèi)存：不是虛擬機運行時數(shù)據(jù)區(qū)的一部分匕积，也不是虛擬機規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)
但常使用，也可能導致OutOfMemoryError異常
總結Ｂ甙摹Ｕ⑻臁！
方法區(qū)：線程共享斜做，類信息苞氮、常量、靜態(tài)變量瓤逼、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)
（運行時常量池：方法區(qū)一部分笼吟，存類版本、字段霸旗、方法贷帮、接口等信息）
堆：線程共享，類對象诱告，new出來的對象撵枢。
棧：線程隔離宅倒，存放方法局部變量倔撞，對象引用荆几。
程序計數(shù)器：線程隔離愁铺，指示當前所執(zhí)行的字節(jié)碼行號，唯一不拋異常携丁。
```
String s="abc"可款；? //兩個對象拣挪，引用s：棧中對象佛吓；“abc”：常量池對象
String? s=new String("abc")宵晚； //三個對象：引用s:棧中對象垂攘；“abc"：常量池對象；new String：堆中對象
```
二淤刃、 HotSpot虛擬機對象
1晒他、對象的創(chuàng)建：
通常是(1)new創(chuàng)建
(2)虛擬機先檢查這個指令的參數(shù)是否能在常量池中定位到一個類的符號引用，并且檢查這個符號引用代表的類是否被加載钝凶、解析和初始化過仪芒，沒有則先執(zhí)行相應的類加載過程.
(3)為新生對象分配內(nèi)存（即把一塊確定大小的內(nèi)存從java堆中劃分出來）(對象創(chuàng)建時并發(fā)情況可能線程不安全唁影，解決方案：①對分配內(nèi)存空間的動作進行同步處理;? ②把內(nèi)存分配的動作按照線程劃分在不同的空間中進行耕陷，即每個線程在java堆中預先分配一小塊內(nèi)存，稱為本地線程分配緩沖 TLAB)?
(4)內(nèi)存分配完成后据沈，虛擬機將分配到的內(nèi)存空間都初始化為零值哟沫。
(5)虛擬機對對象進行必要的設置
2、對象的內(nèi)存布局：
HotSpot虛擬機中锌介，對象在內(nèi)存中存儲的布局分為3塊區(qū)域：對象頭（Header）嗜诀、實例數(shù)據(jù)（Instance Data）、對齊填充（Padding）
（1）虛擬機對象頭包括兩部分信息：
第一部分用于存儲對象自身的運行時數(shù)據(jù)（通常長度是32位或64位孔祸，對32位的隆敢，存儲對象哈希碼25bit，對象分代年齡4bit崔慧，鎖標志位2bit拂蝎，1bit固定為0）；是8字節(jié)整數(shù)倍
第二部分是類型指針惶室，即對象指向它的類元數(shù)據(jù)的指針温自，虛擬機通過這個指針確定這個對象是哪個類的實例。但并不是所有虛擬機都保存類型指針皇钞。
（2）實例數(shù)據(jù)：對象真正存儲的有效信息悼泌，代碼中所定義的各種類型的字段內(nèi)容，分配策略是相同狂賭字段分配一起（ints夹界、longs/doubles馆里、shorts/chars、bytes/booleans可柿、oops）
（3）對齊填充：不是必須鸠踪，用于補全8字節(jié)的整數(shù)倍
3、對象的訪問定位：
java程序通過棧上的reference數(shù)據(jù)操作堆上的具體對象（reference類型在java虛擬機規(guī)范中只規(guī)定了一個指向?qū)ο蟮囊茫?/p>
訪問方式：
1趾痘、使用句柄訪問：劃分一塊內(nèi)存做句柄池慢哈，reference存對象的句柄地址（穩(wěn)定的句柄地址）
2、直接指針訪問：reference存對象地址（較快）
三永票、OutOfMemoryError異常：
1卵贱、堆溢出：OutOfMemoryError + "java heap space"
處理方式：
首先確認是內(nèi)存中的對象是否是必要的滥沫？
內(nèi)存泄漏（Memory Leak）：準確定位泄漏代碼位置
內(nèi)存溢出（Memory Overflow）：內(nèi)存中的對象確實還必須存活，應檢查虛擬機的堆參數(shù)（-Xmx键俱，-Xms）兰绣，減少內(nèi)存消耗、調(diào)大堆參數(shù)
2编振、虛擬機棧和本地方法棧溢出：
java虛擬機規(guī)范中兩種異常：
（1）線程請求的棧深度? > 虛擬機所允許的最大深度：StackOverflowError異常
（2）虛擬機在擴展棧時無法申請到足夠內(nèi)存空間：OutOfMemoryError異常
兩者可能重疊
3缀辩、方法區(qū)和運行時常量池溢出：
運行時常量池是方法區(qū)的一部分。
String.intern()：Native方法踪央，若字符串常量池已經(jīng)包含一個等于此String對象的字符串臀玄，則返回代表池中這個字符串的String對象，否則畅蹂，將此String對象包含的字符串添加到常量池中健无，并返回此String對象的引用。
4液斜、本機直接內(nèi)存溢出
第三部分：垃圾收集器與內(nèi)存分配策略
GC：Garbage Collection
一累贤、判定對象是否存活的算法：垃圾收集器對堆進行回收前，要先確定這些對象中哪些還存活少漆，哪些已經(jīng)死去（不可能再被任何途徑使用的對象）
【JVM中共劃分為三個代：年輕代臼膏、年老代和持久代，
年輕代：存放所有新生成的對象示损；
年老代：在年輕代中經(jīng)歷了N次垃圾回收仍然存活的對象渗磅，將被放到年老代中，故都是一些生命周期較長的對象屎媳；
持久代：用于存放靜態(tài)文件夺溢，如Java類、方法等烛谊。
新生代的垃圾收集器命名為“minor gc”风响，老生代的GC命名為”Full Gc 或者Major GC”.其中用System.gc()強制執(zhí)行的是Full Gc.】
判斷對象是否需要回收的辦法？
【1丹禀、引用計數(shù)算法：
給對象添加一個引用計數(shù)器状勤，每當一個地方引用它，計數(shù)器值加一双泪；當引用失效時持搜，計數(shù)器值減一；任何時刻計數(shù)器為0的對象就是不可能再被使用的焙矛。（python用了葫盼，但java虛擬機沒用引用計數(shù)算法來管理內(nèi)存，因為很難解決對象間相互循環(huán)引用的問題）
2村斟、可達性分析算法：
通過一系列的被稱為“GC Roots”的對象作為七十點贫导，從這些節(jié)點開始向下搜索抛猫，所走過的路徑稱為引用鏈，當一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈（從GC Roots到該對象不可達）孩灯，則對象不可用闺金，可回收》宓担】
GC Roots包括：
虛擬機棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象败匹、方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象、方法區(qū)常量引用的對象讥巡、本地方法棧中JNI(即Native方法）引用的對象
3掀亩、引用：
強引用：Object obj=new Object()，new的對象尚卫，強引用存在归榕，其被引用的對象就不會被回收。
軟引用：描述還有用但非必需的對象吱涉。系統(tǒng)將發(fā)生內(nèi)存溢出異常之前回收，如果還沒有足夠內(nèi)存外里，才拋出內(nèi)存溢出異常怎爵。
弱引用：描述非必需對象。其關聯(lián)對象只能生存到下一次垃圾收集發(fā)生之前盅蝗。
虛引用（幽靈引用/幻影引用）：一定會被回收鳖链，回收前會通知
二、判定不存活的對象墩莫，至少進行兩次標記芙委，才確定真正死亡。
1狂秦、可達性分析發(fā)現(xiàn)不可達灌侣，則進行第一次標記+一次篩選
2、篩選：對象是否有必要執(zhí)行finalize()方法（只能執(zhí)行一次）
“沒有必要執(zhí)行”——對象沒有覆蓋finalize()方法? 或? finalize()方法已被虛擬機調(diào)用過
“有必要執(zhí)行”——F-Queue隊列裂问，若對象在finalize()方法中重新與引用鏈上的任何一個對象建立關聯(lián)侧啼，則第二次標記時會被移除出"即將回收"集合，成功拯救堪簿。否則——被回收痊乾。
但finalize()方法不鼓勵用于拯救對象。
3椭更、回收方法區(qū)：
java不要求虛擬機在方法區(qū)實現(xiàn)垃圾收集哪审，且收集效率也較低
永久代垃圾收集回收：廢棄常量、無用的類虑瀑。
（1）廢棄常量：
一個進入常量池的常量湿滓，不再被引用畏腕，則廢棄，被清理出常量池
（2）無用的類：
同時滿足：該類所有的實例都已被回收（java堆中不存在該類任何實例）茉稠、加載該類的ClassLoader已被回收描馅、該類對應的java.lang,Class對象沒在任何地方被引用（無法在任何地方通過反射訪問該類的方法）
則該類可回收，但不是必然回收而线。
三铭污、垃圾收集算法：
1、標記-清除算法：標記所有需要回收的對象膀篮，標記完成后統(tǒng)一回收嘹狞。（效率不高；清除后產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片）
2誓竿、復制算法(很多用）：把可用內(nèi)存分兩塊磅网，每次只使用其中一塊；當這塊內(nèi)存用完了筷屡，將還存活的對象復制到另一塊上涧偷，將已使用的一次清除(實現(xiàn)簡單，運行高效毙死；但每次將內(nèi)存縮小到一半)
3燎潮、標記-整理算法（常用于老年代）：標記所有需要回收的對象，將還存活的對象向一端移動扼倘，直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存确封。
4、分代收集算法：新生代：復制算法再菊；老年代：標記-清除/標記-整理
五爪喘、各類垃圾收集器（基于HotSpot虛擬機）
垃圾收集器是內(nèi)存回收的具體體現(xiàn)。
1纠拔、Serial收集器：Client模式下的新生代收集器秉剑，單線程
2、Serial Old收集器：Client模式下的老年代收集器
(1绿语、2是串行收集器）
3秃症、ParNew收集器：server模式下的首選新生代收集器（Serial收集器的多線程版本）
4、Parall Scavenge收集器：更加關注吞吐量
5吕粹、Parall? Old收集器：parall scavenge收集器的老年代版本
（3种柑、4、5是并行收集器）
6匹耕、G1收集器：整體上看聚请，標記-整理，部分看是復制；新生代老年代都有驶赏，更加關注停頓時間炸卑。面向服務端應用。初始標記煤傍；并發(fā)標記盖文；最終標記；篩選回收蚯姆。
7五续、CMS收集器：并發(fā)標記清除，獲取最短回收停頓時間為目的龄恋，老年代收集器（大量空間碎片）疙驾，分為4個步驟：初始標記、并發(fā)標記郭毕、重新標記它碎、并發(fā)清除。
【總結：
串行收集器：單線程显押，暫停所有應用線程來工作
并行收集器：默認的垃圾收集器扳肛。多線程。
G1收集器：新生代煮落，老年代都有敞峭；整體(主要)是標記-整理，部分是復制算法蝉仇。面向服務端應用。初始標記殖蚕、并發(fā)標記轿衔、最終標記、篩選回收睦疫。
CMS收集器：以獲取最短回收停頓時間為目標害驹，老年代收集器；并發(fā)標記-清除蛤育。分為4個步驟：初始標記宛官、并發(fā)標記、重新標記瓦糕、并發(fā)清除底洗。】
第七章? 虛擬機類加載機制
一、類加載機制：虛擬機把描述類的數(shù)據(jù)從Class文件加載到內(nèi)存咕娄，并對數(shù)據(jù)進行校驗亥揖、轉換解析和初始化，最終形成可以被虛擬機直接使用的Java類型
類型的加載、連接和初始化都是在程序運行期間完成的费变。（此處的Class文件更多表示一個類或接口摧扇，是一串二進制字節(jié)流。）
二挚歧、類的生命周期：加載扛稽、驗證、準備滑负、解析在张、初始化、使用橙困、卸載? 7階段（連接：驗證-->準備-->初始化）
類加載的五個過程：加載瞧掺、驗證、準備凡傅、解析辟狈、初始化。
（a)加載：類的全限定名--->定義此類的二進制字節(jié)流--->由字節(jié)流的靜態(tài)存儲結構--->轉化為方法區(qū)的運行時數(shù)據(jù)結構--->內(nèi)存中生成代表該類的java.lang.Class對象(方法區(qū)這個類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口)
（1）通過類的全限定名來獲取定義此類的二進制字節(jié)流（從zip包獲取——jar,war,ear夏跷；從網(wǎng)絡中獲取——Applet哼转；運行時計算生成——動態(tài)代理；由其他文件生成——JSP應用槽华；從數(shù)據(jù)庫中獲纫悸）
（2）由字節(jié)流的靜態(tài)存儲結構轉化為方法區(qū)的運行時數(shù)據(jù)結構
（3）在內(nèi)存中生成代表該類的java.lang.Class對象，作為方法去這個類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口
加載有兩種情況猫态，①當遇到new關鍵字或static關鍵字的時候就會發(fā)生
②動態(tài)加載佣蓉，當用反射方法（如class.forName(“類名”)），如果發(fā)現(xiàn)沒有初始化亲雪，則要進行初始化勇凭。（注：加載的時候發(fā)現(xiàn)父類沒有被加載，則要先加載父類）
加載階段可使用系統(tǒng)的引導類加載器完成义辕，或用戶自定義的類加載器完成（自定義控制字節(jié)流的獲取方式）虾标，加載和連接階段交錯進行。
（b)驗證：連接階段第一步
這一階段的目的是確保class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當前虛擬機的要求灌砖，并不會危害虛擬機自身的安全璧函。
驗證階段4個階段檢驗動作：【文件格式檢驗、元數(shù)據(jù)驗證(語義校驗)基显、字節(jié)碼驗證蘸吓、符號引用驗證(解析時發(fā)生)】
（c)準備:
正式為類變量分配內(nèi)存并設置類變量初始值，內(nèi)存分配在方法區(qū)续镇。
注意：Ｃ腊摹！此時只對類變量(static修飾的）進行內(nèi)存分配，不包括實例變量(在對象實例化時隨對象一起分配在java堆)制跟。＞俗！此時進行的是默認初始化雨膨，賦零值擂涛，即=0，=false聊记；
（d）解析：虛擬機將常量池中的符號引用替換成直接引用的過程撒妈。
符號引用：以一組符號來描述所引用的目標(不一定已加載到內(nèi)存中)
直接引用：直接指向目標的指針、相對偏移量或是一個能間接定位到目標的句柄排监。(目標必定加載到了內(nèi)存)
（e) 初始化：真正執(zhí)行類中的代碼
是執(zhí)行類構造器<clinit>()方法的過程狰右。
用于：創(chuàng)建類的實例、訪問類或接口的靜態(tài)變量舆床、調(diào)用類的靜態(tài)方法棋蚌、反射(Class.forName（））、初始化類的子類
【<clinit>方法：編譯器自動收集類中的所有類變量的賦值動作和靜態(tài)語句塊中的語句合并產(chǎn)生挨队；JVM會保證父類的<clinit>()先執(zhí)行谷暮，所以第一個執(zhí)行的一定是Object類，所以父類中定義的靜態(tài)語句塊優(yōu)先于子類的變量賦值操作盛垦；該方法對類/接口不是必須的湿弦，如果類無靜態(tài)語句塊/對變量的賦值動作，可無該方法腾夯〖瞻＃】
（三）類加載器：完成加載階段的【通過一個類的全限定名來獲取描述此類的二進制字節(jié)流】的操作。在JVM外部實現(xiàn)蝶俱。
1竟秫、分類：
（1）從JVM來看，
a.啟動類加載器(C++跷乐，是虛擬機自身的一部分)
b.所有其他類加載器（Java，獨立于虛擬機外部趾浅，全都繼承自抽象類java.lang.ClassLoader）
（2）從開發(fā)來看愕提，
a.啟動類加載器：Bootstrap? ClassLoader：
負責加載 存放在<JAVA_HOME>\lib目錄中，或被-Xbootclasspath參數(shù)所指定的路徑中皿哨，被虛擬機識別的類庫? 到 虛擬機內(nèi)存中浅侨。
b.擴展類加載器：Extension ClassLoader，可直接使用证膨，負責加載? ?<JAVA_HOME>\lib\ext目錄中如输，或被java.ext.dirs系統(tǒng)變量所指定的路徑中的所有類庫? ?到? ?虛擬機內(nèi)存中。
c.應用程序類加載器：可直接使用，負責加載? 用戶類路徑(ClassPath)上所指定的類庫不见。是程序默認的類加載器澳化。
d.自定義類加載器：通過繼承ClassLoader實現(xiàn)，一般是加載我們的自定義類
2稳吮、類加載器間層次關系：
a.雙親委派模型：組合關系缎谷。
請求委派給父類，最終都傳到啟動類加載器灶似，只有父類加載器反饋自己無法加載列林，子加載器才嘗試加載。
其代碼都集中在java.lang.ClassLoader的loadClass()方法中酪惭∠３眨【先檢查是否被加載過，無則調(diào)用父類的loadClass()春感，父加載器為空則使用啟動類加載器作為父加載器砌创，若父類加載失敗，拋出ClassNotFoundException甥厦，調(diào)用自己的findClass()加載】
【阿里的面試官問我纺铭，可以不可以自己寫個String類
答案：不可以，因為 根據(jù)類加載的雙親委派機制刀疙，會去加載父類舶赔，父類發(fā)現(xiàn)沖突了String就不再加載了;
可以類比到其他已經(jīng)有的類。我試過谦秧，然后其他同個包中的所有類有運用到原先的String類的全都報錯竟纳，因為引用到了這個類【卫穑】
說一說你對環(huán)境變量classpath的理解锥累？如果一個類不在classpath下，為什么會拋出ClassNotFoundException異常集歇，如果在不改變這個類路徑的前期下桶略，怎樣才能正確加載這個類？
classpath是javac編譯器的一個環(huán)境變量诲宇。它的作用與import际歼、package關鍵字有關。package的所在位置姑蓝，就是設置CLASSPATH當編譯器面對import packag這個語句時鹅心，它先會查找CLASSPATH所指定的目錄，并檢視子目錄java/util是否存在纺荧，然后找出名稱吻合的已編譯文件（.class文件）旭愧。如果沒有找到就會報錯颅筋！
動態(tài)加載包
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