大白话带你认识JVM

前言

如果在文中用词或者理解方面出现问题,欢迎指出。此文旨在提及和而不深究,但会尽量效率地把知识点都抛出来

一、JVM的基本介绍

JVM 是 Java Virtual Machine 的缩写,它是一个虚构出来的计算机,一种规范。通过在实际的计算机上仿真模拟各类计算机功能实现···

好,其实抛开这么专业的句子不说,就知道JVM其实就类似于一台小电脑运行在windows或者linux这些操作系统环境下即可。它直接和操作系统进行交互,与硬件不直接交互,可操作系统可以帮我们完成和硬件进行交互的工作。

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② 方法区

方法区 是用于存放类似于元数据信息方面的数据的,比如类信息,常量,静态变量,编译后代码···等

类加载器将 .class 文件搬过来就是先丢到这一块上

③ 堆

主要放了一些存储的数据,比如对象实例,数组···等,它和方法区都同属于 线程共享区域 。也就是说它们都是 线程不安全

④ 栈

这是我们的代码运行空间。我们编写的每一个方法都会放到 里面运行。

我们会听说过 本地方法栈 或者 本地方法接口 这两个名词,不过我们基本不会涉及这两块的内容,它俩底层是使用C来进行工作的,和Java没有太大的关系。

⑤ 程序计数器

主要就是完成一个加载工作,类似于一个指针一样的,指向下一行我们需要执行的代码。和栈一样,都是 线程独享 的,就是说每一个线程都会有自己对应的一块区域而不会存在并发和多线程的问题。

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一个main方法

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3.3.8 如何判断一个对象需要被干掉大白话带你认识JVM

判断一个对象的死亡至少需要两次标记

  1. 如果对象进行可达性分析之后没发现与GC Roots相连的引用链,那它将会第一次标记并且进行一次筛选。判断的条件是决定这个对象是否有必要执行finalize()方法。如果对象有必要执行finalize()方法,则被放入F-Queue队列中。
  2. GC对F-Queue队列中的对象进行二次标记。如果对象在finalize()方法中重新与引用链上的任何一个对象建立了关联,那么二次标记时则会将它移出“即将回收”集合。如果此时对象还没成功逃脱,那么只能被回收了。

如果确定对象已经死亡,我们又该如何回收这些垃圾呢

3.4 垃圾回收算法

不会非常详细的展开,常用的有标记清除,复制,标记整理和分代收集算法

3.4.1 标记清除算法

标记清除算法就是分为“标记”和“清除”两个阶段。标记出所有需要回收的对象,标记结束后统一回收。这个套路很简单,也存在不足,后续的算法都是根据这个基础来加以改进的。

其实它就是把已死亡的对象标记为空闲内存,然后记录在一个空闲列表中,当我们需要new一个对象时,内存管理模块会从空闲列表中寻找空闲的内存来分给新的对象。

不足的方面就是标记和清除的效率比较低下。且这种做法会让内存中的碎片非常多。这个导致了如果我们需要使用到较大的内存块时,无法分配到足够的连续内存。比如下图

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不过它们分配的时候也不是按照1:1这样进行分配的,就类似于Eden和Survivor也不是等价分配是一个道理。

3.4.3 标记整理算法

复制算法在对象存活率高的时候会有一定的效率问题,标记过程仍然与“标记-清除”算法一样,但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉边界以外的内存

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到jdk8为止,默认的垃圾收集器是Parallel Scavenge 和 Parallel Old

从jdk9开始,G1收集器成为默认的垃圾收集器
目前来看,G1回收器停顿时间最短而且没有明显缺点,非常适合Web应用。在jdk8中测试Web应用,堆内存6G,新生代4.5G的情况下,Parallel Scavenge 回收新生代停顿长达1.5秒。G1回收器回收同样大小的新生代只停顿0.2秒。

3.6 (了解)JVM的常用参数

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设置一个VM options的参数

-Xmx20m -Xms5m -XX:+PrintGCDetails
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这里GC弹出了一个Allocation Failure分配失败,这个事情发生在PSYoungGen,也就是年轻代中

这时候申请到的内存为18M,空闲内存为4.214195251464844M

我们此时创建一个字节数组看看,执行下面的代码

byte[] b = new byte[1 * 1024 * 1024];
System.out.println(“分配了1M空间给数组”);
System.out.println(“Xmx=” + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + “M”);  //系统的最大空间
System.out.println(“free mem=” + Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + “M”);  //系统的空闲空间
System.out.println(“total mem=” + Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + “M”);
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这时候我们创建了一个10M的字节数据,这时候最小堆内存是顶不住的。我们会发现现在的total memory已经变成了15M,这就是已经申请了一次内存的结果。

此时我们再跑一下这个代码

System.gc();
System.out.println(“Xmx=” + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + “M”);    //系统的最大空间
System.out.println(“free mem=” + Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + “M”);  //系统的空闲空间
System.out.println(“total mem=” + Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + “M”);  //当前可用的总空间
复制代码

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