一、内存结构

?二、类加载机制

1、编译生成class文件? ?javac 文件名或 idea工具编译

2、加载

读取类的二进制流

转为方法区数据结构，并存放到方法区

在java堆中产生Java.lang.class对象

3、链接（验证、准备、解析）

验证：1.验证class文件是否符合规范

? ? ? ? ? ? ? 文件格式的验证（是否以0XCAFEBABE开头、版本号是否合理）可16进制打开查看

? ? ? ? ? ?2.元数据验证（是否有父类、是否继承了final类,不可继承、非抽象类实现了所有抽象? ? ? ? ? ? ? ? 方法）

? ? ? ? ? ?3.字节码验证（运行检查、栈数据类型呵操作码操作参数吻合、跳转指令指向合理的? ? ? ? ? ? ? ? 位置）

? ? ? ? ? ?4.符号引用验证（常量池中描述类是否存在、访问的方法或字段是否存在且有足够的? ? ? ? ? ? ? ? 权限）若确认无错可在代码启动时添加参数关闭验证-Xverify:none加快启动速度

准备：为类的静态变量分配内存，初始化为系统的初始值

解析：符号引用转换为直接引用

?4、初始化

5、使用

6、卸载

三、编译器优化

首先字节码运行两种方式：

1.解释执行：由解释器一行一行翻译执行（优势在于没有编译的等待时间，性能相对差一些）

2.编译执行：把字节码编译成机器码，直接执行机器码（运行效率高一点，一般认为比解释执行快一个数量级；带来额外开销）

如何查看代码执行方式：运行java -version命令查看最后输出

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"mixed mode"为混合模式（部分解释，部分编译执行）

设置

java -Xint -version：设置jvm的执行模式为解释执行模式 "interpreted mode"

java -Xcomp -version：JVM优先以编译模式"compiled mode"运行，不能编译的，以解释模式运行

java -Xmixed?-version：以混合模式运行

Hotspot有两个即时编译器C1、C2

?查找热点代码（使用计数器）

1.方法调用计数器? ?2.回边计数器

即时编辑器调优—方法内联?

四、垃圾收集算法

?对象在什么时候能够被回收？通过什么方式判断回收

1.引用计数法（会有循环引用的bug，不采取这种方式）

2.可达性分析（根对象出发，不可达的对象进行回收，也不一定就回收）如下：

注意：慎用finalize()方法

? ? ?1.避免使用finalize()方法，操作不当可能导致对象永远无法被回收

? ? ?2.finalize()优先级低，何时会被调用无法确定，因为什么时间发生GC不确定

? ? ?3.建议使用try....catch.....finally来代替finalize()方法

?垃圾回收算法

1.标记-清除（清除后存在内存碎片）

2.标记-整理（标记需回收的对象，把所有存活的对象压缩到内存的一端，清理掉边界外的所有空间）

3.复制清除（把内存分为两块，每次使用一块；将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存中去，然后清除掉正在使用内存中的所有对象；交换两个内存角色，等待下次回收）

总结：三种基础垃圾回收算法对比

另外还有两种综合垃圾回收算法：分代收集算法、增量算法

4.分代收集算法

对象分配：一般初始分配到伊甸园，在存活区进行复制调整，一定条件后分配到老年代；对象大于-XX:PretenureSizeThreshold就回直接分配到老年代；新生代空间不够也会直接分配到老年代

分代收集算法好处：更有效的清除不再需要的对象；提升垃圾回收的效率

分代收集算法调优原则：合理设置Survivor区域的大小，避免内存浪费；让GC尽量发生在新生代，尽量减少Full GC的发生；参数调整如下：

垃圾回收条件

新生代（Minor GC）垃圾回收条件：伊甸园空间不足

老年代（Full GC）垃圾回收条件：老年代空间不足；元空间不足；要晋升到老年代的对象所占用的空间大于老年代的剩余空间；显示调用System.gc()，-XX:+DisableExplicitGC参数，可以忽略System.gc()调用

5.增量算法?

五、垃圾收集器

先了解一下术语

Stop The World：简写STW，也叫全局停顿，java代码停止运行，native代码继续运行，但不能? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 与jvm进行交互。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?原因：多半由于垃圾回收导致，也可能由Dump线程/死锁检查/Dump堆等导致。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?危害：服务停止，没有响应；主从切换，危害生产环境。

并行收集：多个垃圾收集线程并行工作，收集过程中用户业务线程处于等待状态

并发收集：指用户线程与垃圾收集线程同时工作

吞吐量：CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 公式：运行用户代码时间 / (运行用户代码时间 + 垃圾收集时间)

垃圾收集算法：为实现垃圾回收提供理论支持

垃圾收集器：利用垃圾收集算法，实现垃圾回收的实现落地（不同垃圾收集器可配合使用）

主流垃圾收集器及作用内存区域如下：（连线表示可配合使用）

1.Serial收集器（串行收集器）:单线程；适用客户端程序或单核机器上，默认使用Serial

? ? 采用复制清理算法，线程->暂停线程进行gc回收->线程运行

2.ParNew收集器：Serial收集器的多线程版本，主要和CMS收集器配合使用

? ?可使用-XX:ParallelGCThreads设置垃圾收集器的线程数(一般设置为CPU的核心数)

3.Parallel Scavenge收集器：也叫吞吐量优先收集器；采用复制算法；并行多线程

可控制吞吐量：-XX:MaxGCPauseMillis:尽力控制最大的垃圾收集停顿时间

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?-XX:GCTimeRatio:设置吞吐量的大小，取值0-100，系统花费不超过1/(1+n)的时? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?间用于垃圾收集

自适应GC策略：可用-XX:+UseAdptiveSizePolicy打开

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 打开自适应策略后，无需手动设置新生代的大小(-Xmn)、Eden与Survivor区的? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 比例(-XX:SurvivorRatio)等参数

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 虚拟机会自动根据系统的运行状况收集性能监控信息，动态的调整这些参数，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 从而达到最优的停顿时间以及最高的吞吐量

4.Serial Old收集器：老年代的Serial收集器，不同的是采用标记整理算法

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 可配合新生代垃圾收集器(Serial、ParNew、Parallel Scavenge)一同? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 使用，CMS收集器故障时会用Servial Old作为后备

5.Parallel Old收集器：只能和Parallel Scavenge配合使用，适用关注吞吐量的场景

6.CMS收集器：并发收集器，采用标记-清除算法

? ? ? ? ? ? ? ?特点：Stop The World的时间比较短；大多过程并发执行

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? CPU资源敏感，并发阶段可能导致应用吞吐量降低；无法处理浮动垃圾；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 不能等到老年代几乎满了才开始收集，因此预留内存不够了需用Serial Old? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 作为后备，会导致STW时间加长；可使用CMSInitiatingOccupancyFraction? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 设置老年代占比达到多少就触发垃圾收集，默认是68%；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 标记清除导致内存碎片的产生，设置UseCMSCompactAtFullCollection在完? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 成Full GC后是否要进行内存碎片整理(默认开启)，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 还可设置CMSFullGCsBeforeCompaction进行几次Full GC后进行一次内存? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 碎片整理(默认0)

? ? ? ? ? ? ? ?适用于希望系统停顿时间短，响应速度快的场景，比如各种服务器的应用程序。

7.G1收集器（采用复制清理算法）

? ?减少Full GC的思路：增加预留内存(增大-XX:G1ReservePercent，默认为堆的10%)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?更早的回收垃圾(减少-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent，老年代? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?达到该值就触发Mixed GC，默认45%)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?增加并发阶段使用的线程数(增大-XX:ConcGCThreads)，对应用吞? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?吐量有影响

? ?特点：可以作用在整个堆；可控停顿时间（MaxGCPauseMillis=200）;无内存碎片问题

? ?适用场景：占用内存较大的应用(6G以上)；替换CMS垃圾收集器

? ?总结：内存划分为Region；回收包括YoungGC/MixedGC/FullGC；与CMS有类似又不同

G1 OR CMS？

如何选择垃圾收集器？要从以下几个方面考虑

1.系统瓶颈的主要矛盾点是什么？（吞吐量或低延迟响应速度还是其他）

2.服务器基础设施限制、JDK版本等