1、什么是類的加載恍涂？

1锅知、類的加載指的是將類的.class文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中，將其放在運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi)幻馁，然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個 java.lang.Class對象洗鸵，用來封裝類在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)越锈。

2、加載.class文件的方式：

從本地系統(tǒng)中直接加載

通過網(wǎng)絡(luò)下載.class文件

從zip膘滨，jar等歸檔文件中加載.class文件

從專有數(shù)據(jù)庫中提取.class文件

將Java源文件動態(tài)編譯為.class文件

2甘凭、類的生命周期

加載、驗(yàn)證火邓、準(zhǔn)備丹弱、解析、初始铲咨、使用和卸載躲胳。

加載、驗(yàn)證纤勒、準(zhǔn)備和初始化這四個階段發(fā)生的順序是確定的坯苹，而解析階段則不一定，它在某些情況下可以在初始化階段之后開始踊东，這是為了支持Java語言的運(yùn)行時綁定（也成為動態(tài)綁定或晚期綁定）北滥。

1.?類的加載過程

通過一個類的全限定名來獲取其定義的二進(jìn)制字節(jié)流刚操。

將這個字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運(yùn)行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)闸翅。

在Java堆中生成一個代表這個類的?java.lang.Class對象，作為對方法區(qū)中這些數(shù)據(jù)的訪問入口菊霜。

2.?jvm的初始化

1坚冀、初始化，為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值鉴逞，JVM負(fù)責(zé)對類進(jìn)行初始化记某，主要對類變量進(jìn)行初始化。在Java中對類變量進(jìn)行初始值設(shè)定有兩種方式：

①聲明類變量是指定初始值

②使用靜態(tài)代碼塊為類變量指定初始值

2构捡、JVM初始化步驟

1液南、假如這個類還沒有被加載和連接，則程序先加載并連接該類

2勾徽、假如該類的直接父類還沒有被初始化滑凉，則先初始化其直接父類

3、假如類中有初始化語句喘帚，則系統(tǒng)依次執(zhí)行這些初始化語句

3畅姊、類初始化時機(jī)：只有當(dāng)對類的主動使用的時候才會導(dǎo)致類的初始化，類的主動使用包括以下六種：

創(chuàng)建類的實(shí)例吹由，也就是new的方式

訪問某個類或接口的靜態(tài)變量若未，或者對該靜態(tài)變量賦值

調(diào)用類的靜態(tài)方法

反射（如?Class.forName(“com.shengsiyuan.Test”)）

初始化某個類的子類，則其父類也會被初始化

Java虛擬機(jī)啟動時被標(biāo)明為啟動類的類（?JavaTest）倾鲫，直接使用?java.exe命令來運(yùn)行某個主類

3粗合、雙親委派模型

雙親委派模型的工作流程是：如果一個類加載器收到了類加載的請求萍嬉，它首先不會自己去嘗試加載這個類，而是把請求委托給父加載器去完成舌劳，依次向上帚湘，因此，所有的類加載請求最終都應(yīng)該被傳遞到頂層的啟動類加載器中甚淡，只有當(dāng)父加載器在它的搜索范圍中沒有找到所需的類時大诸，即無法完成該加載，子加載器才會嘗試自己去加載該類贯卦。

雙親委派機(jī)制:

1资柔、當(dāng)?AppClassLoader加載一個class時，它首先不會自己去嘗試加載這個類撵割，而是把類加載請求委派給父類加載器ExtClassLoader去完成贿堰。

2、當(dāng)?ExtClassLoader加載一個class時啡彬，它首先也不會自己去嘗試加載這個類羹与，而是把類加載請求委派給BootStrapClassLoader```去完成。

3庶灿、如果?BootStrapClassLoader加載失斪莞椤（例如在?$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到該class），會使用?ExtClassLoader來嘗試加載往踢；

4腾誉、若ExtClassLoader也加載失敗，則會使用?AppClassLoader來加載峻呕，如果?AppClassLoader也加載失敗利职，則會報(bào)出異常?ClassNotFoundException。

4瘦癌、JVM內(nèi)存空間

1猪贪、棧：存放局部變量

2、堆：存放所有new出來的東西

由年輕代和老年代組成

老年代空間大小=堆空間大小-年輕代大空間大小

3讯私、方法區(qū)：被虛擬機(jī)加載的類信息热押、常量、靜態(tài)變量等妄帘。

方法區(qū)有時被稱為持久代（PermGen）楞黄。

別名叫做Non-Heap（非堆）

4、程序計(jì)數(shù)器(和系統(tǒng)相關(guān))

每條線程都需要有一個獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器抡驼，各條線程之間的計(jì)數(shù)器互不影響鬼廓，獨(dú)立存儲，我們稱這類內(nèi)存區(qū)域?yàn)椤熬€程私有”的內(nèi)存致盟。

5碎税、本地方法棧

與虛擬機(jī)棧所發(fā)揮的作用是非常相似

為虛擬機(jī)使用到的Native方法服務(wù)

5尤慰、GC算法

新生代的GC稱為minor?GC?，

把老年代的GC成為?full?GC雷蹂，

所謂full?gc會先出發(fā)一次minor?gc伟端，然后在進(jìn)行老年代的GC。

1匪煌、對象存活判斷

引用計(jì)數(shù)：每個對象有一個引用計(jì)數(shù)屬性责蝠，新增一個引用時計(jì)數(shù)加1，引用釋放時計(jì)數(shù)減1萎庭，計(jì)數(shù)為0時可以回收霜医。此方法簡單，無法解決對象相互循環(huán)引用的問題驳规。可達(dá)性分析（Reachability Analysis）：從GC Roots開始向下搜索肴敛，搜索所走過的路徑稱為引用鏈。當(dāng)一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連時吗购，則證明此對象是不可用的医男。不可達(dá)對象。

2捻勉、垃圾收集算法

1镀梭、標(biāo)記-清除算法

算法分為“標(biāo)記”和“清除”兩個階段：首先標(biāo)記出所有需要回收的對象，在標(biāo)記完成后統(tǒng)一回收掉所有被標(biāo)記的對象贯底。

缺點(diǎn)有兩個：一個是效率問題丰辣，標(biāo)記和清除過程的效率都不高撒强；另外一個是空間問題禽捆，標(biāo)記清除之后會產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片

2、復(fù)制算法

將可用內(nèi)存按容量劃分為大小相等的兩塊飘哨，每次只使用其中的一塊胚想。當(dāng)這一塊的內(nèi)存用完了，就將還存活著的對象復(fù)制到另外一塊上面芽隆，然后再把已使用過的內(nèi)存空間一次清理掉浊服。

缺點(diǎn)：這種算法的代價是將內(nèi)存縮小為原來的一半，持續(xù)復(fù)制長生存期的對象則導(dǎo)致效率降低胚吁。

3牙躺、標(biāo)記-整理算法

該算法與標(biāo)記-清除算法類似，都是先對存活的對象進(jìn)行標(biāo)記腕扶，但是在清除后會把活的對象向左端空閑空間移動孽拷，然后直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存。

4半抱、分代收集算法

把Java堆分為新生代和老年代脓恕，這樣就可以根據(jù)各個年代的特點(diǎn)采用最適當(dāng)?shù)氖占惴ā?/p>

新生代中膜宋，存活率低，使用復(fù)制算法炼幔；

存活率較高秋茫，使用“標(biāo)記-清除”算法或者“標(biāo)記-整理”算法。

6乃秀、垃圾收集器

1肛著、Serial收集器

新生代、老年代使用串行回收跺讯；

新生代復(fù)制算法策泣、老年代標(biāo)記-整理；垃圾收集的過程中會Stop The World（服務(wù)暫停）

2抬吟、ParNew收集器

Serial收集器的多線程版本萨咕；

新生代并行，老年代串行火本；

新生代復(fù)制算法危队、老年代標(biāo)記-整理

3、Parallel收集器

類似ParNew收集器钙畔，Parallel收集器更關(guān)注系統(tǒng)的吞吐量

新生代復(fù)制算法茫陆、老年代標(biāo)記-整理

4、CMS收集器

是一種以獲取最短回收停頓時間為目標(biāo)的收集器擎析。

基于“標(biāo)記-清除”算法實(shí)現(xiàn)的簿盅，運(yùn)作過程更復(fù)雜，分為4個步驟：

? 初始標(biāo)記（CMS initial mark）

? 并發(fā)標(biāo)記（CMS concurrent mark）

? 重新標(biāo)記（CMS remark）

? 并發(fā)清除（CMS concurrent sweep）

其中初始標(biāo)記揍魂、重新標(biāo)記這兩個步驟仍然需要“Stop The World”桨醋。初始標(biāo)記僅僅只是標(biāo)記一下GC Roots能直接關(guān)聯(lián)到的對象，速度很快现斋，并發(fā)標(biāo)記階段就是進(jìn)行GC Roots Tracing的過程喜最，而重新標(biāo)記階段則是為了修正并發(fā)標(biāo)記期間，這個階段的停頓時間一般會比初始標(biāo)記階段稍長一些庄蹋，但遠(yuǎn)比并發(fā)標(biāo)記的時間短瞬内。

整個過程中耗時最長的并發(fā)標(biāo)記和并發(fā)清除過程中，收集器線程都可以與用戶線程一起工作限书，所以總體上來說虫蝶，CMS收集器的內(nèi)存回收過程是與用戶線程一起并發(fā)地執(zhí)行。老年代收集器（新生代使用ParNew）

優(yōu)點(diǎn): 并發(fā)收集倦西、低停頓缺點(diǎn): 產(chǎn)生大量空間碎片能真、并發(fā)階段會降低吞吐量

5、G1收集器

與CMS收集器相比G1收集器有以下特點(diǎn)：

1、空間整合

G1收集器采用標(biāo)記整理算法舟陆，不會產(chǎn)生內(nèi)存空間碎片误澳。分配大對象時不會因?yàn)闊o法找到連續(xù)空間而提前觸發(fā)下一次GC。

2秦躯、可預(yù)測停頓

這是G1的另一大優(yōu)勢忆谓，降低停頓時間是G1和CMS的共同關(guān)注點(diǎn)，但G1除了追求低停頓外踱承，還能建立可預(yù)測的停頓時間模型倡缠，能讓使用者明確指定在一個長度 為N毫秒的時間片段內(nèi)，消耗在垃圾收集上的時間不得超過N毫秒茎活，這幾乎已經(jīng)是實(shí)時Java（RTSJ）的垃圾收集器的特征了昙沦。

使用G1收集器時，Java堆的內(nèi)存布局與其他收集器有很大差別载荔，它將整個Java堆劃分為多個大小相等的獨(dú)立區(qū)域（Region）盾饮，雖然還保留有新生代和老年代的概念，但新生代和老年代不再是物理隔閡了懒熙，它們都是一部分（可以不連續(xù)）Region的集合丘损。

3、收集步驟：

1工扎、標(biāo)記階段徘钥，首先初始標(biāo)記(Initial-Mark),這個階段是停頓的(Stop the World Event)，并且會觸發(fā)一次普通Mintor GC肢娘。

2呈础、Root Region Scanning，程序運(yùn)行過程中會回收survivor區(qū)(存活到老年代)橱健，這一過程必須在young GC之前完成而钞。

3、Concurrent Marking畴博，在整個堆中進(jìn)行并發(fā)標(biāo)記(和應(yīng)用程序并發(fā)執(zhí)行)笨忌，此過程可能被young GC中斷蓝仲。在并發(fā)標(biāo)記階段俱病，若發(fā)現(xiàn)區(qū)域?qū)ο笾械乃袑ο蠖际抢莻€這個區(qū)域會被立即回收袱结。同時亮隙，并發(fā)標(biāo)記過程中，會計(jì)算每個區(qū)域的對象活 性(區(qū)域中存活對象的比例)垢夹。

4溢吻、Remark, 再標(biāo)記，會有短暫停頓(STW)。再標(biāo)記階段是用來收集 并發(fā)標(biāo)記階段 產(chǎn)生新的垃圾(并發(fā)階段和應(yīng)用程序一同運(yùn)行)促王；G1中采用了比CMS更快的初始快照算法:snapshot-at-the-beginning (SATB)犀盟。

5、Copy/Clean up蝇狼，多線程清除失活對象阅畴，會有STW。G1將回收區(qū)域的存活對象拷貝到新區(qū)域迅耘，清除Remember Sets贱枣，并發(fā)清空回收區(qū)域并把它返回到空閑區(qū)域鏈表中。

6颤专、 復(fù)制/清除過程后纽哥。回收區(qū)域的活性對象已經(jīng)被集中回收

7栖秕、jvm調(diào)優(yōu)-工具

jvm監(jiān)控分析工具一般分為兩類春塌，一種是jdk自帶的工具，一種是第三方的分析工具簇捍。

jdk自帶工具一般在jdk bin目錄下面：jconsole.exe和jvisualvm.exe摔笤；

第三方的分析工具有很多：較有代表性的：MAT(Memory Analyzer Tool)、GChisto等垦写。

8吕世、jvm 總體梳理

1、jvm體系總體分四大塊：

? 類的加載機(jī)制

? jvm內(nèi)存結(jié)構(gòu)

? GC算法 垃圾回收

? GC分析 命令調(diào)優(yōu)

2梯投、類的加載機(jī)制

主要關(guān)注點(diǎn)：

? 什么是類的加載

? 類的生命周期

? 類加載器

? 雙親委派模型

類的生命周期

? 加載命辖，查找并加載類的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，在Java堆中也創(chuàng)建一個java.lang.Class類的對象

? 連接分蓖，連接又包含三塊內(nèi)容：驗(yàn)證尔艇、準(zhǔn)備、初始化么鹤。1）驗(yàn)證终娃，文件格式、元數(shù)據(jù)蒸甜、字節(jié)碼棠耕、符號引用驗(yàn)證；2）準(zhǔn)備柠新，為類的靜態(tài)變量分配內(nèi)存窍荧，并將其初始化為默認(rèn)值；3）解析恨憎，把類中的符號引用轉(zhuǎn)換為直接引用

??初始化蕊退，為類的靜態(tài)變量賦予正確的初始值

??使用，new出對象程序中使用

??卸載，執(zhí)行垃圾回收

3瓤荔、jvm內(nèi)存結(jié)構(gòu)

主要關(guān)注點(diǎn)：

??jvm內(nèi)存結(jié)構(gòu)都是什么

??對象分配規(guī)則

4净蚤、GC算法 垃圾回收

主要關(guān)注點(diǎn)：

??對象存活判斷

??GC算法

??垃圾回收器

5、GC分析 命令調(diào)優(yōu)

主要關(guān)注點(diǎn)：

??GC日志分析

??調(diào)優(yōu)命令

??調(diào)優(yōu)工具

JDK監(jiān)控和故障處理命令有jps输硝、jstat塞栅、jmap、jhat腔丧、jstack放椰、jinfo

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