学习内容：狂神说_JVM快速入门
一、JVM位置
二、JVM体系结构
1. 类加载器
(1) 作用：加载.class文件
(2) 加载器的分类：
(3) 双亲委派机制：
以保证安全为目的，在加载类时会以这样的顺序查询类加载器：App->Ext->Boot。具体而言，
Step1：类加载器收到类加载请求。
Step2：将这个请求传递给系统提供的父类加载器去实践，一直往上传递，直到启动类加载器。
Step3：启动类加载器检查是否加载当前这个类，能加载则结束并使用当前类加载器。否则抛出异常(Class Not Found)，通知子加载器进行加载。
Step4：重复Step3。
(4) 沙箱安全机制：
就是将Java代码限定在JVM指定的运行范围内。组成沙箱的基本组件：
1）字节码检验器(bytecode verifier)：
确保Java类文件遵循Java语言规范。这样可以帮助Java程序实现内存保护，但并不是所有的类文件都会经过字节码检验器，比如核心类。
2）类装载器：
在3方面对Java沙箱起作用：[1] 双亲委派机制，防止恶意代码去干涉善意代码。[2] 守护了被信任的类库边界。 [3] 将代码归入保护域确定了代码可进行哪些操作。
2. Native关键字
(1) 凡是带此关键字，说明java的作用范围达不到了，会调用底层C语言的库。
(2) 它在内存区域专门开辟了一块标记区域(本地方法栈，Native Method Stack)，用以登记Native方法。在最终执行时，通过本地方法接口(JNI)加载本地方法库中的方法。
(3) 调用本地方法接口，通过整合不同的编程语言为Java所利用，扩展了Java的使用。
3. 程序计数器
每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码。用来存储指向一条指令的地址，也即将要执行的指令代码。在执行引擎读取下一条指令。
4. 方法区
方法区的存储内容有：静态变量(static)、常量(final)、类新型(构造方法、接口定义)(class)、运行时的常量池。
注意：实例变量存在堆内存中，和方法区无关。
5. 栈
(1) 概述：
栈内存，主管程序的运行、声明周期、线程同步。线程结束了栈内存也就释放了。即对于栈来说不存在垃圾回收过程，线程结束栈也就结束了。
(2) 栈的存储内容：
8大基本类型、对象引用、实例的方法。
(3) 栈的运行原理：
(4) 栈+堆+方法区实现对象创建：
6. 堆
(1) Heap，一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。
(2) 类加载器读取了类文件之后，一般会把什么东西放在堆中？
类、方法、常量、变量，堆保存所有引用类型的真实对象。
(3) 堆内存可细分为三个区域：
1）新生区：
一个类诞生、成长、死亡的地方。其中，所有对象都是在伊甸园区new出来的。
2）永久区：
[1] jdk1.6之前称为永久代，常量池在方法区；jdk1.7称为永久代，但是慢慢退化了，开始去永久代，常量池在堆中；jdk1.8以后，无永久代，常量池在元空间中。
[2] 这个区域是常驻内存的，用来存放jdk自身携带的class对象，包括interface元数据，用来存储的是Java运行的一些环境或类信息。这个区域不存在垃圾回收，关闭JVM就会释放这个区域的内存。
[3] 什么情况下永生区会报OOM错误？一个启动类加载了大量的第三方jar包；Tomcat部署了太多应用；大量动态生成的反射类不断被加载，直到内存满了，就会出现OOM。
(4) 堆结构
(5) 报OOM错误的解决办法：
方法1：尝试扩大堆内存看结果----- -Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
方法2：
分析内存，看一下哪个地方出现问题。
用到了内存快照分析工具Jprofiler，它能够看到代码第几行出错。作用：分析Dump内存文件，快速定位内存泄露。获取堆中的数据。获取大的对象。
(6) 在进行堆内存调优时的一些设置解释：
-Xms8m----表示设置初始化内存分配大小，默认为1/64
-Xmx8m----设置最大分配内存大小，默认为1/4
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError: 打印OOM信息
-XX:+PrintGCDetails: 打印GC信息
三、垃圾回收(GC)
(1) 概述
GC是Java最好的特性。现有伊甸园区、幸存区(from, to)、老年区，JVM在进行GC时，并不是对这三个区域统一回收，大部分时候回收的都是伊甸园区。
GC有两种: [1] 轻GC(局部GC，主要清伊甸园区，偶尔清幸存区)。[2]重GC(全局GC，三个区都清)。
(2) GC题目:
1）JVM的内存模型和分区，详细到每个区放什么？
2）堆里面的分区有哪些？说出伊甸园区、幸存区(from,to)、老年区的特点？
3）GC算法有哪些？答: 标记清除、标记整理、标记压缩、复制算法、引用计数器。
4）轻GC和重GC分别在什么时候发生？
1. 引用计数器算法
2. 复制算法
特性1：每次GC都会将伊甸园区活着的对象移动到幸存区，一旦伊甸园区被GC后就会是空的。
特性2：复制算法总是要保证幸存0区和幸存1区其中一个是空的，空的那个区域又叫幸存to区，非空的区域叫幸存from区。
特性3：当一个对象经历了15次GC还没有死，这个对象就会进入老年区。
注：通过 -XX:MaxTenuringThreshold=9999 可设定对象进入老年区的时机。
好处：没有内存碎片
坏处：因为多了一块内存空间永远是空的，浪费了内存空间。假设对象100%存活的极端情况，此时复制算法会有弊端。
最佳使用场景：对象存活度较低的场景，主要应用于新生区。
3. 标记清除算法
标记：扫描对象，对活着的对象进行标记。
清除：对没有被标记的对象进行清除。
优点：无需额外的空间。
缺点：两次扫描严重浪费时间；会产生内存碎片。
4. 标记压缩算法
压缩：再次扫描，向一端移动存活的对象，防止内存碎片的产生。
缺点：多了移动成本。
5. 总结
内存效率(时间复杂度)： 复制算法 > 标记清除算法 > 标记压缩算法
内存整齐度： 复制算法 == 标记压缩算法 > 标记清除算法
内存利用率：标记压缩算法 = 标记清除算法 > 复制算法
由此衍生出了GC分代收集算法：
年轻代：存活率低 —> 复制算法
老年代: 区域大，存活率搞 —> 标记清除(内存碎片不太多时使用)+标记压缩混合实现。
四、JMM
JMM是一种Java内存模型。是一种缓存一致性协议，用于定义数据的读写规则。JMM定义了线程工作内容和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存(Main Memory)中，每个线程都有一个私有的本地内存(local Memory)。解决共享对象可见性问题：volilate。