一、JVM

1、JVM是运行在操作系统之上的。Scala语言也是运行在JVM之上。
2、JVM其实是一个标准，规范，符合这个规范的软件都可以称之为java 虚拟机。
Sun HotSpot —> Java 的老东家
Sun买的一家小公司。被Oracle公司收购以后，后来又收购了BEA 公司，于是在某个版本后，将两个虚拟机合二为一。
BEA JRockit —> BEA 有一个服务器非常的有名 WebLogic(tomcat)。
IBM J9 —-> 某某某行业方案解决专家 （IBM小型机）
3、JVM内存模型
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1）ClassLoader 类加载器
所有的java文件，都必须编译为class文件 Hello.java —> Hello.class
所有的class文件要想运行，必须放入虚拟机中，通过我们的类加载器，加载进去。
类文件被加载，需要符合我们的双亲委派策略：
一个类的class文件，只能被加载一次。加载的过程中有很多个加载器。而且这些加载器是有顺序的。
第一个加载器：Bootstrap ClassLoader —> \lib (String Date SimpleDateFormat)
第二个加载器：Extensioin ClassLoader —> 拓展加载器，只加载拓展的jar —> <JAVA_HOME>\lib\ext
第三个加载器：Application ClassLoader —> 如果用户没有自己定义类加载器，默认使用这个。
Student.java —>Student.class 加载开发人员编写的java代码（jar）
第四个加载器：用户自定义加载器（只有用户写了才会有这个加载器）
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所有的class文件，在jvm中都是独一份的。
双亲委派策略：
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  1. 一个类加载器查找class和resource时，是通过“委托模式”进行的，它首先判断这个class是不是已经加载成功，如果没有的话它并不是自己进行查找，而是先通过父加载器，然后递归下去，直到Bootstrap ClassLoader，如果Bootstrap classloader找到了，直接返回，如果没有找到，则一级一级返回，最后到达自身去查找这些对象。这种机制就叫做双亲委托

双亲委派策略的好处：

  1. Student.java --> Student.class
  2. String.java  --> String.class
  4. 比如我们也可以自定编写一个String类，报名和类名都跟java自带的一模一样，但是我们会发现我们自己写的String类压根加载不了，原因是BootstrapClassLoader 已经加载过了。我们自己写的，不会重复加载。
  5. 这是java语言设计的一种安全机制。

拓展：双亲委派策略是否可以打破？如何打破？—《java面试速成手册》
2）本地方法接口（native interface）
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当我们去java代码中追源码，看到native 修饰的方法，就是底部了，再追就是C++ 了。

  1. 我们可以发现Object类中有很多方法是使用native修饰,并且没有方法体,那说明这些方法超出了Java的范围。 所以底层实现需要使用JNI--->Java Native Interface。
  3. native修饰的方法就是告诉java本身,此时需要调用外部的本地类库即C/C++类库来执行这个方法

3） java内存模型中的运行区
分为5部分：栈、本地方法栈、堆、寄存器、方法区
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以上图，橘黄色是线程共享的，灰色的是线程私有的。垃圾回收的是线程共享的部分。

  1. 1、本地（native）方法栈：其实就是存放java代码中存在的native方法的。
  2. 2、方法区(静态方法区)： 静态方法、静态变量、class类信息
  3.    方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法如构造函数，接口代码也在此定义。简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，此区属于共享区间。
  4. 存放在方法区的:静态变量+常量+类信息(构造方法/接口定义)+运行时常量池存在方法区中
  5. ps:只要是被线程私有独享的一律没有回收,只有是线程共享才能有回收。
  6. 所谓的垃圾回收回收的是java虚拟机中的方法区和堆。堆占（99%），方法区（1%）
  7. 3、程序计数器：
  8.     代码运行到了哪一行，需要一个东西记下来，这个东西就是程序计数器。
  9.     A线程执行到了23行代码，突然被B线程抢走了，A线程再次执行的时候就从23行以后执行。
  11. 栈 管运行，堆 管存储
  12. 4、栈（java的栈）
  13.    栈也叫栈内存，主管Java程序的运行，是在线程创建时创建，它的生命期是跟随线程的生命期，线程结束栈内存也就释放，对于栈来说不存在垃圾回收问题，只要线程一结束该栈就Over，生命周期和线程一致，是线程私有的。
  14.    一个方法（Main）调用了A方法，先把Main压栈，A 方法放在Main方法上面，A方法结束以后，A方法出栈，Main出栈。
  15. 栈帧中主要保存3 类数据：
  16. - 本地变量（Local Variables）:输入参数和输出参数以及方法内的变量；
  17. - 栈操作（Operand Stack）:记录出栈、入栈的操作；
  18. - 栈帧数据（Frame Data）:包括类文件、方法等等
  19. 一个方法被调用了，也就意味着在栈中多一个栈帧。栈帧中有什么信息（这个方法的参数，返回值，方法中的变量，以及这个方法属于哪个类，这个方法是被谁调用的。）
  20.   栈是线程私有的，不需要垃圾回收。
  21.   方法被调用，进入栈内存，但是一旦调用多了，栈内存满了，内存溢出（StackOverflowError）。
  22.   一般出现在递归调用时，没有编写跳出递归的条件，会出现栈内存溢出。
  23. 5、堆（Heap）
  24.     详见下面

4） 堆（Heap）
堆是管存储。我们new出来的对象，都放在堆中。堆至关重要。
堆内存分为三部分：

  • Young Generation Space 新生区 Young/New
  • Tenure generation space 养老区 Old/ Tenure
  • Permanent Space 永久区 Perm

新生区：存放被new出来的对象的。当新生区中的对象越来越多，就会引发GC(垃圾回收)，每一次回收都会有一些幸存者，如果一个对象幸存了15次（默认值），就可以进入养老区养老，当养老区的对象也越来越多，就引发大GC。
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一个对象被new出来，放入我们新生区中的伊甸区（Eden）,当我们的Eden区使用率达到一定比例之后，进行一次小GC(minor GC), 将我们的Eden和幸存区的From区一起GC 的，幸存的对象，放入我们的幸存区的To区。放入之后，将伊甸区和From区清空。这个时候原来的To区就变为From区。
所谓的From区就是有数据的区域，谁有数据谁是From区。
伊甸区：From: To = 8:1:1
循环往复，一个对象超过15次小GC，仍然存活，就进入老年代（养老区）。
养老区：
1、躲过15次Minor GC的普通对象
2、大对象 String[] arr = new String[50010241024]
养老区满了之后，我们需要进行Full GC (大GC)
如果养老区进行了大GC之后，还是没有空间存储后面的对象，直接报内存溢出（java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space）
如果报堆内存溢出，必定进行过Full GC 了。

OutOfMemoryError
如果出现java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space异常，说明Java虚拟机的堆内存不够。原因有二：

  • Java虚拟机的堆内存设置不够，可以通过参数-Xms、-Xmx来调整。
  • 代码中创建了大量大对象，并且长时间不能被垃圾收集器收集（存在被引用）。

永久区（元空间）：
永久存储区是一个常驻内存区域，用于存放JDK自身所携带的 Class,Interface 的元数据，也就是说它存储的是运行环境必须的类信息，被装载进此区域的数据是不会被垃圾回收器回收掉的，关闭 JVM 才会释放此区域所占用的内存。
100M 的jar 包 —> 加载 （永久区）—> 永久区中的对象是不会被回收的。
如果出现java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space，说明是Java虚拟机对永久代Perm内存设置不够。一般出现这种情况，都是程序启动需要加载大量的第三方jar包。例如：在一个Tomcat下部署了太多的应用。或者大量动态反射生成的类不断被加载，最终导致Perm区被占满。
背会：

  • Jdk1.6及之前： 有永久代, 常量池1.6在方法区
  • Jdk1.7： 有永久代，但已经逐步“去永久代”，常量池1.7在堆
  • Jdk1.8及之后： 无永久代，常量池1.8在元空间
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  • 我们可以通过 -Xms -Xmx 设置堆内存大小，一般设置的一样。
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  • 64M —> 600M
  • 每一次GC 耗费时间，干脆，直接给到位 600M 600M

运行参数设置：-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails

二、GC垃圾回收

自己补充：垃圾回收器都有哪些牌子？
Garbage Collection， 简称GC， 是分代垃圾收集算法。 频繁收集Yong区， 较少收集Old区， 基本不动Perm区。
垃圾回收算法：
1、复制算法
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将区域中存活的对象，一个个复制到一个新的区域，然后格式化老区域。这种做法就是复制算法。
优点：内存排列整齐，效率比较高
缺点：需要浪费一半的内存空间
我们的新生代就使用了这个算法，这个算法比较适用于存活率不高的场景。
2、标记清除算法
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标记和清除是两个动作：
先对我们的内存整体进行标记，标记哪些对象存活者。
优点： 内存使用率比较高，100M 就能用100M
缺点： 需要扫描两次，会产生碎片。
老年代使用的GC算法用到了一部分这个算法。老年代使用的是标记清除和标记整理两种算法的混合使用。
3、标记整理
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也是分为两个步骤：标记操作（有清除的成分），整理操作。
优点：内存使用率很高，也没有碎片
缺点：耗时
难道就没有一种最优算法吗？ 猜猜看
没有最优的方式，分代整理算法（不同的区域使用不同的算法）

三、堆外内存(了解)

1、概念
堆内存分为堆内和堆外
以上说的是堆内： 新生代+老年代+元空间，由JVM管理
堆外内存：由操作系统管理的那部分区域。
2、好处
1） 堆外的部分不需要垃圾回收
2） 可以直接写磁盘上，提高效率（IO）
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