Java Virtual Machine
- JVM内存模型
- 类加载器
- 沙箱安全机制
- Native 和 方法区
- 栈、队列、堆
- 三种JVM
- 垃圾回收
- 一次完整的GC
JVM内存模型
.class
文件在进入类加载器后,进行加载-连接-初始化
类加载器
public class User {
private String name;
private Integer age;
public static void main(String[] args) {
User user = new User();
User user1 = new User();
User user2 = new User();
System.out.println(user.hashCode());
System.out.println(user1.hashCode());
System.out.println(user2.hashCode());
Class<? extends User> aClass = user.getClass();
ClassLoader classLoader = aClass.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
System.out.println(classLoader.getParent());
System.out.println(classLoader.getParent().getParent());
}
}
结果如下,可见,一个类的多个对象的hashCode
是不相同的,这个类的类加载器是应用程序加载器,再往上是扩展类加载器(改名为平台类加载器 jdk11
),在向上是null
,这个就是根加载器,因为使用c++
写的
向上委派查询,如果上层查到的话就返回,没有的情况下就会,抛出异常,向下查找紫子类加载器。都没有的抛出异常 class not found exception
546718765
167185492
592179046
jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@2437c6dc
jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@737996a0
null
目的是为了安全,防止人为建包的破坏
沙箱安全机制
java
安全的核心就是java
沙箱,沙箱就是一个限制程序运行的环境,将java代码限定到指定的虚拟机的特定运行范围中,严格控制它对资源的访问,确保对代码的有效隔离,防止恶意代码对本地系统的破坏
字节码校验:并不是所有的类都会经过字节码校验,核心类String
等就经过了安全的校验
Native 和 方法区
public static void main(String[] args) {
new Thread(()->{}).start();
}
private native void start0();
native
是c++
写的,一旦使用这个关键字,就会进入本地方法栈,会找JNI
接口,java
本地的接口作用,调用本地方法库,扩展功能,融合c
,c++
等语言
方法区属于共享的区域,存储静态变量,常量,类信息(构造方法,接口定义),运行时的常量池存在在堆内存中。但是实例变量存在堆内存中,和方法区无关
栈、队列、堆
栈Stack FIFO
先进后出,主管程序的运行,生命周期和线程同步,线程结束,栈内存就释放,对于栈,不存在垃圾回收
存放的数据:8大基本数据类型 + 对象的引用 + 实例的方法
队列Queue FIFO
先进先出
堆Heap
,是最高效的优先级队列的数据结构。堆通常是一个可以被看做一棵完全二叉树的数组对象
元空间(非堆),逻辑上存在,物理上不存在
-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
三种JVM
- sun HotSpot
C:\Users\86199>java -version
java version "11.0.16.1" 2022-08-18 LTS
Java(TM) SE Runtime Environment 18.9 (build 11.0.16.1+1-LTS-1)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM 18.9 (build 11.0.16.1+1-LTS-1, mixed mode)
- JRocket 世界上最快的JVM,财务办公方向
- J9VM IBM的JDK
垃圾回收
判断垃圾
引用计数法
可达性分析法
回收方法区
垃圾回收算法
- 标记清除法
标记需要回收的对象,标记完成之后,统一回收所有被标记的对象,也可以反过来,先标记存活的对象,统一回收未标记的对象
缺点:效率不稳定,内存空间碎片化
- 标记整理法
让所有存活的对象移动到一起,然后清除边界以外的内存
- 标记复制法
解决了标记清除在回收大量对象的时候执行效率低下的问题,产生了大量的空间复制的开销
一次完整的GC
新创建的对象一般会被分配在新生代中,常用的新生代的垃圾回收器是 ParNew 垃圾回收器,它按照 8:1:1 将新生代分成 Eden 区,以及两个 Survivor 区。某一时刻,我们创建的对象将 Eden 区全部挤满,这个对象就是挤满新生代的最后一个对象。此时,Minor GC 就触发了。
在正式 Minor GC 前,JVM 会先检查新生代中对象,是比老年代中剩余空间大还是小。为什么要做这样的检查呢?原因很简单,假如 Minor GC 之后 Survivor 区放不下剩余对象,这些对象就要进入到老年代,所以要提前检查老年代是不是够用。这样就有两种情况:
- 老年代剩余空间大于新生代中的对象大小,那就直接Minor GC,GC完survivor不够放,老年代也绝对够放;
- 老年代剩余空间小于新生代中的对象大小,这个时候就要查看是否启用了“老年代空间分配担保规则”,具体来说就是看 -XX:-HandlePromotionFailure 参数是否设置了。
老年代空间分配担保规则是这样的,如果老年代中剩余空间大小,大于历次 Minor GC 之后剩余对象的大小,那就允许进行 Minor GC。因为从概率上来说,以前的放的下,这次的也应该放的下。那就有两种情况:
老年代中剩余空间大小,大于历次Minor GC之后剩余对象的大小,进行 Minor GC;
老年代中剩余空间大小,小于历次Minor GC之后剩余对象的大小,进行Full GC,把老年代空出来再检查。
开启老年代空间分配担保规则只能说是大概率上来说,Minor GC 剩余后的对象够放到老年代,所以当然也会有万一,Minor GC 后会有这样三种情况:- Minor GC 之后的对象足够放到 Survivor 区,皆大欢喜,GC 结束;
- Minor GC 之后的对象不够放到 Survivor 区,接着进入到老年代,老年代能放下,那也可以,GC 结束;
- Minor GC 之后的对象不够放到 Survivor 区,老年代也放不下,那就只能 Full GC。
前面都是成功 GC 的例子,还有 3 中情况,会导致 GC 失败,报 OOM:
- 紧接上一节 Full GC 之后,老年代任然放不下剩余对象,就只能 OOM;
- 未开启老年代分配担保机制,且一次 Full GC 后,老年代任然放不下剩余对象,也只能 OOM;
- 开启老年代分配担保机制,但是担保不通过,一次 Full GC 后,老年代任然放不下剩余对象,也是能 OOM。
Full GC会“Stop The World”,即在GC期间全程暂停用户的应用程序。