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JVM 全名 Java Virtual Machine（Java虚拟机）

Java中的所有类，必须被装载到JVM中才能运行，这个装载工作是由jvm中的类装载器完成的，.class文件可以在虚拟机运行，但不是直接和操作系统交互，需要jvm解释给操作系统，解释的时候需要java类库，这样就能和操作系统交互。

类加载器:启动类加载器，扩展类加载器，应用程序类加载器。自定义类加载器

类加载机制 ：

加载：加载编译后的class 文件。

验证：验证class 文件是否符合java 虚拟机规范 比如（是否以CAFEBABE 开头，是否存在父类继承是否正确，final 不能被继承 等等吧。因为class 文件可能从网上拿过来，可能被修改）

准备：静态变量申请内存空间，赋初默认值。

解析：符号引用转换成直接引用。类里 User user = new User(); 此时user 就是符号引用。她只是一个符号user 没有任何意义，当解析的时候 会将user 符号替换成 new User() 在堆里指针，指向堆里的user 实例对象。。

初始化：  静态变量，初始化代码块执行初始化操作。

双亲委派机制：   

一个类过来首先要通过自定义类加载器加载，判断如果加载过则跳出，如果没有加载则通过父类加载，向上委派，递归加载直到找到启动类加载器。如果启动类加载加载不了，在向下委派，由子类加载器加载。

打破双亲委派机制：tomcat

一个tomcat 可以部署多个项目，加入项目1 用的时spring4 ,项目2 用的时spring5 。先加载项目1 ，再加载项目2的时候开始加载spring5 发现相同包下相同的类都已经被加载了，就不会再去加载了，但是实际上spring5 没有被加载，加载的时spring4 就会出现问题，所以tomcat 通过自定义类加载器的方式去打破双亲委派，每个项目自己加载自己的

Tomcat破坏双亲委派原则，提供隔离机制，为每个web容器单独提供一个WebAppClassLoader加载器。优先加载 Web 应用自己定义的类，没有遵照双亲委派的约定，
每一个应用有自己的类加载器——WebAppClassLoader负责加载本身的目录下的class文件，加载不到时再交给CommonClassLoader加载，这和双亲委派刚好相反。
  

JVM 内存模型

JVM 虚拟机主要分成5部分：

java 堆（线程共享）：主要存储java对象的，堆分年轻代（1/3），老年代（2/3），年轻代又分Eden(8/10),S0(1/10),S1(1/10)。垃圾回收也主要是回收堆区的。如果频繁FGC 会导致系统卡顿，这时候需要进行排查了。整个垃圾回收的时候再说。(jdk1.8 字符串常量池也放到堆中)

方法区（线程共享）：常量池，静态变量，方法信息(修饰符、方法名、返回值、参数等)，类元信息

虚拟机栈（线程独有）：主要存储局部变量，生命周期和线程同步，线程结束，栈内存就释放了。不存在垃圾回收问题。虚拟机栈储存的是：8大基本类型 + 对象引用 + 实例方法。线程栈又存在多个栈帧，一个请求过来可能调用多个方法，每个方法就是一个栈帧，每个栈帧存储自己的局部变量。

本地方法栈:本地接口库里调用的方法，就是java里面native关键字修饰的方法。

程序计数器：多线程的情况下，会交替获取CPU 时间片执行，当t1 线程执行一半，t2线程获取CPU时间片执行，当t1 再次执行的时候要知道上一次执行到哪里了。每个线程启动是都会创建一个程序计数器，保存的是正在执行的jvm指令，程序计数器总是指向下一条将被执行指令的地址。生命周期与线程的生命周期保持一致。

面试点：

1 java 内存模型那些区域会报错OutOfMemoryError(OOM)

堆，栈，方法区都会报OOM ，程序计数器保存jvm 指令是再栈中，没有单独空间所以不会报OOM。

此处主要考 栈为什么也会报OOM 

OOM 主要是jvm 虚拟机内存满了，没有可申请的空间了，所以会报OOM 。

JVM 内存主要就是，堆内存，方法区内存，栈内存（虽然栈内存很小，且执行完马上释放，但是多线程同时请求，申请不到栈所需要内存大小了，就会报OOM 。）

StackOverFlowError 只线程栈嵌套太深，或者死循环，栈里局部变量占用内存大小超过申请内存空间大小–Xss配置。会报StackOverFlowError。

2 内存泄漏，内存溢出区别

内存泄漏：是指程序在运行过程中分配的内存空间无法被正常释放，‌导致内存的使用量不断增加，‌最终可能耗尽可用的内存

内存溢出：则是指程序在申请内存时无法获得所需的内存空间，‌导致程序运行停止并抛出“内存溢出”的错误

内存泄漏会导致内存溢出。

3 常用jvm 参数

-Xmx：JVM最大内存

-Xms：启动初始内存

-Xmn：新生代大小

-Xss : 每个线程虚拟机栈及堆栈的大小 

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 表示打开开关：VM 出现 OOM 时 Dump 当前内存堆转储快照 。可通过工具（VisualVM  ，MAT）进行分析找出那些对象多，进行优化

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JVM GC ：主要分三部分

可回收的对象：

可达性分析：通过GCRoot 的对象作为起点，从这些节点向下搜索，找到的对象为非垃圾对象，其余的为垃圾对象。

GCRoot: 线程栈的本地变量、静态变量、本地方法栈的变量

java 引用类型:强引用，软引用，弱引用，虚引用

强引用：强引用的对象回收基于“可达性分析”算法，当对象不可达时才可能会被回收。就算jvm内存满了，会抛出OutOfMemoryErro，也不会回收强引用

软引用：软引用是说一些有用但是非必需的对象。在jvm内存即将满的时候，会将软引用关联的对象，进行回收，如果回收之后，内存还是不够，才会抛出OutOfMemoryError。

弱引用：无论内存是否足够，只要 JVM 开始进行垃圾回收，那些被弱引用关联的对象都会被回收。

虚引用：虚引用是最弱的一种引用关系，如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，随时可能会被回收。

垃圾回收器：

serial 单线程 ：年轻代 老年代，可做CMS 备选方案，垃圾回收时，应用线程停止

parNew 多线程 ：年轻代 跟CMS 搭配使用

Parallel ：内存大于2G cpu 大于2核 默认jvm 垃圾回收器 提高吞吐量 高效利用CPU 年轻代 复制算法，老年代 标记整理清除 可以设置 停顿时间，但是可能不能完全回收

CMS 减少卡顿时间 只能老年代（标记清除是对未标记的进行清除 老年代回收是默认到达百分之92 就回收，可以设置90 ）

G1 大容量内存 用G1 满足吞吐量，及卡顿时间 年轻代老年代都可以G1

还有一些新出的垃圾回收器，暂时没有研究，后续再补充....

垃圾回收算法：

复制算法：主要用于年轻代。

标记清除算法：老年代，老年代都是存活比较长的，只要进入老年大大多数都是不会垃圾回收的，通过可达性分析，标记除不可回收的对象，其他的都是可以回收的对象

标记整理算法：标记清除算法，由于标记的对象中间可能存在很多内存需要回收，但是又不是连续的（内存碎片），导致导入如果出现大对象，老年代放不下。标记整理清除，就是标记后进行内存空间整理，再删除。

标记顺序:

初始标记:标记根节点。STW  用户线程不可用，但是标记时间短

并发标记：根据初始标记的根节点标记其引用的节点，此时非STW ,用户线程可用，标记时间长

重新标记：标记并发标记时产生的对象。STW 。时间短

并发清理：删除无用对象

YGC ：当服务器接收请求，会产生对象，放到年轻代Eden 区，当Eden 区满了，会已经一次YGC 。把还存活的对象复制到s0区。第一次YGC 完成。当再有请求进来Eden满了，会去s0 申请空间，当s0也满了会进行第二次YGC，把Eden，S0 存活对象放到 S1 区里。

因为大多数java 对象程序执行完都会变成不可达对象，只有正在执行的线程引用的对象才是不可回收的对象，所以只有少部分存活对象。垃圾回收只需要把存活的对象复制到s 区即可，然后可以整体清除对象。

FGC: 多次YGC 没有回收掉的对象会转移到老年代。当老年代满了会触发FGC。

到达老年代的条件： 

当对象年龄超过15 没有被年轻代回收的。可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设置

大对象可直接进入老年代。jvm 可以配置多大对象  -XX:PretenureSizeThreshold=1m：大对象直接分配在老年代，这个参数只对 Serial 和ParNew两个收集器有效

动态年龄判断：当年轻代垃圾回收时，Survivor 一批对象大于该区域总大小的百分之50，年龄1 年龄2 年龄3 。。。年龄6 大于survivor 百分之50 则把 年龄6 包括年龄6 以后的对象会受到老年代，一般是在minor gc 之后。

老年代分配担保机制：在执行YGC之前,先回去看老年代剩余空间大小是否小于年轻代对象大小，如果是就先进行老年代回收，但是如果配置“-XX:-HandlePromotionFailure”(jdk1.8默认就设置了)的参数是否设置了。如果配置了 jvm 会再次检查一下 老年代剩余大小是否 小于以前年轻代回收的平均大小，如果小于，则进行老年代回收。

调优命令

jps  : 查看存活的进程 jps -l 查看全名

jinfo: 查看jvm 配置信息

jstat: 对java应用程序的资源和性能进行实时的命令行监控 。 jstat -gc 3776  查看进程的gc 信息

jstack 查看jvm 线程 它用于打印出给定的java进程ID、core file、远程调试服务的Java堆栈信息。

jmap 是 JDK 自带的一个命令行工具，可以用于生成 Java Heap Dump 文件，以及查看 Java 进程中的内存使用情况。jmap -histo 3776     jmap -heap 3776

jvm 调优主要就是减少进程的FGC ，频繁FGC 系统会容易卡顿。

CPU 标高，通过top 命令找到进程，找对应的线程 top -p pid -H，通过jstack 命令 查看堆栈日志根据线程id 找到对应的代码。

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError ：内存溢出通过该参数打印错误日志。通过通过工具分析。