注意：垃圾回收算法周阳老师讲的有错误，具体在p19，四大垃圾回收算法为复制算法、标记-整理算法、标记-清除算法、分代收集算法（不是引用计数算法）。这里感谢@9c0bd0ceebfa指出。下文已经更正正确，请放心食用。

JVM调优调的是什么？
1，尽量减少GC的操作；
2，参数调优

JVM 位置

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JVM 体系结构概览

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注意：
我们平时说的栈是指的 Java 栈，native method stack 里面装的都是 native 方法。见下文↓

类装载器

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注意：

  • 方法区并不是存放方法的区域，其是存放类的描述信息(模板)的地方。
  • Class loader只是负责 class 文件的加载，相当于快递员，这个“快递员”并不是只有一家，Class loader 有多种（启动类加载器、拓展类加载器、应用程序加载器、自定义类加载器）
  • 加载之前是“小class”，加载之后就变成了“大Class”，这是安装java.lang.Class模板生成了一个实例。“大Class”就装载在方法区，模板实例化之后就得到n个相同的对象
  • JVM并不是通过检查文件后缀是不是.class来判断是否需要加载的，而是通过文件开头的特定文件标志（cafe babe）

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注意：

  • JDK1.8之前，硬件决定执行性能，1.8之后 JVN可以不完全受到硬件的性能制约
  • Class loader有多种，可以说三个，也可以说是四个（第四个为自己定义的加载器，继承 ClassLoader），系统自带的三个分别为：
    1. 启动类加载器(Bootstrap) ，C++所写，涉及JVM的本地实现，获取不到（如：new Object().getClass().getClassLoader() 得到的是 null），加载JDK里的API，如java.* ,java.lang
    2. 扩展类加载器(Extension) ，Java所写，对应的是 jre\lib\ext*，平台类加载器
    3. 应用程序类加载器(AppClassLoader)。

我们自己 new 的时候创建的是应用程序类加载器(AppClassLoader)。

  1. import com.gmail.fxding2019.T;
  2. public class  Test{
  3.     //Test:查看类加载器
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         Object object = new Object();
  6.         //查看是那个“ClassLoader”（快递员把Object加载进来的）
  7.         System.out.println(object.getClass().getClassLoader());
  8.         //查看Object的加载器的上一层
  9.         // error Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException（已经是祖先了）
  10.         //System.out.println(object.getClass().getClassLoader().getParent());
  11.         System.out.println();
  12.         Test t = new Test();
  13.         System.out.println(t.getClass().getClassLoader().getParent().getParent());
  14.         System.out.println(t.getClass().getClassLoader().getParent());
  15.         System.out.println(t.getClass().getClassLoader());
  16.     }
  17. }
  18. /*
  19. *output:
  20. * null
  21. * 
  22. * null
  23. * sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4554617c
  24. * sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
  25. * */

注意：

  • 如果是JDK自带的类(Object、String、ArrayList等)，其使用的加载器是Bootstrap加载器；如果自己写的类，使用的是AppClassLoader加载器；Extension加载器是负责将把java更新的程序包的类加载进行
  • 输出中，sun.misc.Leauncher是JVM相关调用的入口程序，具体位置：解压 rt.jar 之后可以看到 java\jre\lib\rt.jar\sun\com\misc\Launcher.class 文件。
  • Java加载器个数为3+1。前三个是系统自带的，用户可以定制类的加载方式，通过继承Java. lang. ClassLoader。

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双亲委派

编译： 从上往下执行，先从系统类库（JDK）中查找这个类，再往下一致查找classpath，若没有，则会抛出编译异常

执行： 自低向上查找，先从classpath中查找，若没有，则继续从父加载器中查找，直到Bootstrap，若找不到，则会抛出ClassNotFoundException异常 ———————————————— 版权声明：本文为CSDN博主「桂花很香,旭很美」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_40959890/article/details/107183798

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为什么 Java 要设计双亲委派机制？（双亲委派的好处）

  • 防止类的重复加载（如果calsspath中找到就不会在往上查找）
  • 安全（防篡改字节信息）

注意：

  • 双亲委派机制：“我爸是李刚，有事找我爹”。
    例如：需要用一个A.java这个类，首先去顶部 Bootstrap 根加载器去找，找得到你就用，找不到再下降一层，去 Extension 加载器去找，找得到就用，找不到再将一层，去 AppClassLoader 加载器去找，找得到就用，找不到就会报”CLASS NOT FOUND EXCEPTION“。
  1. //测试加载器的加载顺序
  2. package java.lang;
  3. public class String {
  4.     public static void main(String[] args) {
  5.         System.out.println("hello world!");
  6.     }
  7. }
  8. /*
  9. * output:
  10. * 错误: 在类 java.lang.String 中找不到 main 方法
  11. * */

上面代码是为了测试加载器的顺序：首先加载的是 Bootstrap 加载器，由于JVM中有 java.lang.String 这个类，所以会首先加载这个类，而不是自己写的类，而这个类中并无 main 方法，所以会报“在类 java.lang.String 中找不到 main 方法”。

这个问题就涉及到，如果有两个相同的类，那么java到底会用哪一个？如果使用用户自己定义的 java.lang.String，那么别使用这个类的程序会去全部出错，所以，为了保证用户写的源代码不污染 java 出厂自带的源代码，而提供了一种“双亲委派”机制，保证“沙箱安全”。即先找到先使用。

执行引擎

执行引擎负责执行运行时数据区加载的函数，JNI接口包括本地函数库的调用。Java没有C、C++运行快的原因：Java面向虚拟机的指令编程，而不是面向软件的应用编程。
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Native Interface 本地接口

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Thread类的start方法如下：

  1. public synchronized void start() {
  2.         /**
  3.          * This method is not invoked for the main method thread or "system"
  4.          * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
  5.          * to this method in the future may have to also be added to the VM.
  6.          *
  7.          * A zero status value corresponds to state "NEW".
  8.          */
  9.         if (threadStatus != 0)
  10.             throw new IllegalThreadStateException();
  11.         /* Notify the group that this thread is about to be started
  12.          * so that it can be added to the group's list of threads
  13.          * and the group's unstarted count can be decremented. */
  14.         group.add(this);
  15.         boolean started = false;
  16.         try {
  17.             start0();
  18.             started = true;
  19.         } finally {
  20.             try {
  21.                 if (!started) {
  22.                     group.threadStartFailed(this);
  23.                 }
  24.             } catch (Throwable ignore) {
  25.                 /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
  26.                   it will be passed up the call stack */
  27.             }
  28.         }
  29.     }
  30.     private native void start0();

Thread类中竟然有一个只有声明没有实现的方法，并使用native关键字。用native表示，也此方法是系统级（底层操作系统或第三方C语言）的，而不是语言级的，java并不能对其进行操作。native方法装载在native method stack中。

PC 寄存器

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  • 注意：native方法不归 java 管，所以计数器是空的

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上面图中是亮色的地方有两个特点：

  1. 所有线程共享（灰色是线程私有）
  2. 存在垃圾回收（有数据共享，才会存在垃圾回收）

方法区(Method Area)

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注意：

  • 方法区：绝对不是放方法的地方，它是存储的每一个类的结构信息(比如static)
  • 永久代和元空间的解释：方法区是一种规范，类似于接口定义的规范：List list = new ArrayList();把这种比喻用到方法区则有：
    1. java 7中：方法区 f = new 永久代();
    2. java 8中：方法去 f = new 元空间();

栈(Stack)

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栈帧的概念 java中的方法被扔进虚拟机的栈空间之后就成为“栈帧”，比如main方法，是程序的入口，被压栈之后就成为栈帧。

注意：

  • 栈管运行（入栈、出栈），堆管存储（new 出来的对象等）。
  • 栈是线程私有的，不存在垃圾回收。
  • 栈的生命周期：随着线程的创建而创建，随着线程的销毁而释放。
  • 栈中主要保存什么？
    • 本地变量
    • 栈操作
    • 栈帧数据

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  1. public class  Test{
  2.     public static  void  m(){
  3.         m();
  4.     }
  5.     public static void main(String[] args) {
  6.         System.out.println("111");
  7.         //Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
  8.         m();
  9.         System.out.println("222");
  10.     }
  11. }
  12. /*
  13. *output:
  14. * 111
  15. * Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
  16. * */

注意：

  • StackOverflowError是一个“错误**”，而不是“异常”**。


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注意：

  • Java 堆中存放的是访问类元数据的地址。

  • HotSpot：如果没有明确指明，JDK的名字就叫HotSpot

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  • 元数据：描述数据的数据（即模板，也就是“大Class”）
    上面的关系图的一个实例为下图：

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