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学习JVM是如何从入门到放弃的?(修订版)

Java3y 2019-02-08
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前言

只有光头才能变强。

文本已收录至我的GitHub仓库,欢迎Star:https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

JVM在准备面试的时候就有看了,一直没时间写笔记。现在到了一家公司实习,闲的时候就写写,刷刷JVM博客,刷刷电子书。

学习JVM的目的也很简单:

  • 能够知道JVM是什么,为我们干了什么,具体是怎么干的。能够理解到一些初学时不懂的东西

  • 在面试的时候有谈资

  • 能装逼

(图片来源:https://zhuanlan.zhihu.com/p/25511795,侵删)

声明:全文默认指的是HotSpot VM

一、简单聊聊JVM

1.1先来看看简单的Java程序

现在我有一个JavaBean:

 
   
   
 
  1. public class Java3y {


  2.     // 姓名

  3.     private String name;


  4.     // 年龄

  5.     private int age;


  6.        //.....各种get/set方法/toString

  7. }

一个测试类:

 
   
   
 
  1. public class Java3yTest {


  2.     public static void main(String[] args) {

  3.         

  4.         Java3y java3y = new Java3y();

  5.         java3y.setName("Java3y");

  6.         System.out.println(java3y);


  7.     }

  8. }

我们在初学的时候肯定用过 javac来编译 .java文件代码,用过 java命令来执行编译后生成的 .class文件。

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Java源文件:

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在使用IDE点击运行的时候其实就是将这两个命令结合起来了(编译并运行),方便我们开发。

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生成class文件

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解析class文件得到结果

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1.2编译过程

.java文件是由Java源码编译器(上述所说的javac.exe)来完成,流程图如下所示:

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Java源码编译由以下三个过程组成:

  • 分析和输入到符号表

  • 注解处理

  • 语义分析和生成class文件

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1.2.1编译时期-语法糖

语法糖可以看做是编译器实现的一些“小把戏”,这些“小把戏”可能会使得效率“大提升”。

最值得说明的就是泛型了,这个语法糖可以说我们是经常会使用到的!

  • 泛型只会在Java源码中存在,编译过后会被替换为原来的原生类型(Raw Type,也称为裸类型)了。这个过程也被称为:泛型擦除。

有了泛型这颗语法糖以后:

  • 代码更加简洁【不用强制转换】

  • 程序更加健壮【只要编译时期没有警告,那么运行时期就不会出现ClassCastException异常】

  • 可读性和稳定性【在编写集合的时候,就限定了类型】

了解泛型更多的知识:

  • https://segmentfault.com/a/1190000014120746

1.3JVM实现跨平台

至此,我们通过 javac.exe编译器编译我们的 .java源代码文件生成出 .class文件了!

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这些 .class文件很明显是不能直接运行的,它不像C语言(编译cpp后生成exe文件直接运行)

这些 .class文件是交由JVM来解析运行!

  • JVM是运行在操作系统之上的,每个操作系统的指令是不同的,而JDK是区分操作系统的,只要你的本地系统装了JDK,这个JDK就是能够和当前系统兼容的。

  • 而class字节码运行在JVM之上,所以不用关心class字节码是在哪个操作系统编译的,只要符合JVM规范,那么,这个字节码文件就是可运行的。

  • 所以Java就做到了跨平台--->一次编译,到处运行!

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1.4class文件和JVM的恩怨情仇

1.4.1类的加载时机

现在我们例子中生成的两个 .class文件都会直接被加载到JVM中吗??

虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化”(class文件加载到JVM中):

  • 创建类的实例(new 的方式)。访问某个类或接口的静态变量,或者对该静态变量赋值,调用类的静态方法

  • 反射的方式

  • 初始化某个类的子类,则其父类也会被初始化

  • Java虚拟机启动时被标明为启动类的类,直接使用java.exe命令来运行某个主类(包含main方法的那个类)

  • 当使用JDK1.7的动态语言支持时(....)

所以说:

  • Java类的加载是动态的,它并不会一次性将所有类全部加载后再运行,而是保证程序运行的基础类(像是基类)完全加载到jvm中,至于其他类,则在需要的时候才加载。这当然就是为了节省内存开销。

1.4.2如何将类加载到jvm

class文件是通过类的加载器装载到jvm中的!

Java默认有三种类加载器:

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各个加载器的工作责任:

  • 1)Bootstrap ClassLoader:负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class,由C++实现,不是ClassLoader子类

  • 2)Extension ClassLoader:负责加载java平台中扩展功能的一些jar包,包括$JAVA_HOME中jre/lib/ext/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包

  • 3)App ClassLoader:负责记载classpath中指定的jar包及目录中class

工作过程:

  • 1、当AppClassLoader加载一个class时,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把类加载请求委派给父类加载器ExtClassLoader去完成。

  • 2、当ExtClassLoader加载一个class时,它首先也不会自己去尝试加载这个类,而是把类加载请求委派给BootStrapClassLoader去完成。

  • 3、如果BootStrapClassLoader加载失败(例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class),会使用ExtClassLoader来尝试加载;

  • 4、若ExtClassLoader也加载失败,则会使用AppClassLoader来加载

  • 5、如果AppClassLoader也加载失败,则会报出异常ClassNotFoundException

其实这就是所谓的双亲委派模型。简单来说:如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把请求委托给父加载器去完成,依次向上。

好处:

  • 防止内存中出现多份同样的字节码(安全性角度)

特别说明:

  • 类加载器在成功加载某个类之后,会把得到的 java.lang.Class类的实例缓存起来。下次再请求加载该类的时候,类加载器会直接使用缓存的类的实例,而不会尝试再次加载。

1.4.2类加载详细过程

加载器加载到jvm中,接下来其实又分了好几个步骤:

  • 加载,查找并加载类的二进制数据,在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象。

  • 连接,连接又包含三块内容:验证、准备、初始化。     - 1)验证,文件格式、元数据、字节码、符号引用验证;     - 2)准备,为类的静态变量分配内存,并将其初始化为默认值;     - 3)解析,把类中的符号引用转换为直接引用

  • 初始化,为类的静态变量赋予正确的初始值。

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1.4.3JIT即时编辑器

一般我们可能会想:JVM在加载了这些class文件以后,针对这些字节码,逐条取出,逐条执行-->解析器解析。

但如果是这样的话,那就太慢了!

我们的JVM是这样实现的:

  • 就是把这些Java字节码重新编译优化,生成机器码,让CPU直接执行。这样编出来的代码效率会更高。

  • 编译也是要花费时间的,我们一般对热点代码做编译,非热点代码直接解析就好了。

热点代码解释:一、多次调用的方法。二、多次执行的循环体

使用热点探测来检测是否为热点代码,热点探测有两种方式:

  • 采样

  • 计数器

目前HotSpot使用的是计数器的方式,它为每个方法准备了两类计数器:

  • 方法调用计数器(Invocation  Counter)

  • 回边计数器(Back  EdgeCounter)。

  • 在确定虚拟机运行参数的前提下,这两个计数器都有一个确定的阈值,当计数器超过阈值溢出了,就会触发JIT编译。

学习JVM是如何从入门到放弃的?(修订版)

1.4.4回到例子中

按我们程序来走,我们的 Java3yTest.class文件会被AppClassLoader加载器(因为ExtClassLoader和BootStrap加载器都不会加载它[双亲委派模型])加载到JVM中。

随后发现了要使用Java3y这个类,我们的 Java3y.class文件会被AppClassLoader加载器(因为ExtClassLoader和BootStrap加载器都不会加载它[双亲委派模型])加载到JVM中

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详情参考:

  • 浅解JVM加载class文件

    • https://www.mrsssswan.club/2018/06/30/jvm-start1/

  • JVM杂谈之JIT

    • https://zhuanlan.zhihu.com/p/28476709

扩展阅读:

  • 深入探讨 Java 类加载器

    • https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-classloader

  • 深入浅出 JIT 编译器

    • https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-just-in-time/

  • Java 类加载器(ClassLoader)的实际使用场景有哪些?

    • https://www.zhihu.com/question/46719811

1.5类加载完以后JVM干了什么?

在类加载检查通过后,接下来虚拟机将为新生对象分配内存。

1.5.1JVM的内存结构

首先我们来了解一下JVM的内存结构的怎么样的:

  • 基于jdk1.8画的JVM的内存结构--->我画得比较细。

![图片描述][1]

简单看了一下内存结构,简单看看每个区域究竟存储的是什么(干的是什么):

  • 堆:存放对象实例,几乎所有的对象实例都在这里分配内存

  • 虚拟机栈:虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存结构:每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息

  • 本地方法栈:本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。

  • 方法区:存储已被虚拟机加载的类元数据信息(元空间)

  • 程序计数器:当前线程所执行的字节码的行号指示器

1.5.2例子中的流程

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我来宏观简述一下我们的例子中的工作流程:

  • 1、通过 java.exe运行 Java3yTest.class,随后被加载到JVM中,元空间存储着类的信息(包括类的名称、方法信息、字段信息..)。

  • 2、然后JVM找到Java3yTest的主函数入口(main),为main函数创建栈帧,开始执行main函数

  • 3、main函数的第一条命令是 Java3yjava3y=newJava3y();就是让JVM创建一个Java3y对象,但是这时候方法区中没有Java3y类的信息,所以JVM马上加载Java3y类,把Java3y类的类型信息放到方法区中(元空间)

  • 4、加载完Java3y类之后,Java虚拟机做的第一件事情就是在堆区中为一个新的Java3y实例分配内存, 然后调用构造函数初始化Java3y实例,这个Java3y实例持有着指向方法区的Java3y类的类型信息(其中包含有方法表,java动态绑定的底层实现)的引用

  • 6、为 setName()函数创建栈帧,开始运行 setName()函数

从微观上其实还做了很多东西,正如上面所说的类加载过程(加载-->连接(验证,准备,解析)-->初始化),在类加载完之后jvm为其分配内存(分配内存中也做了非常多的事)。由于这些步骤并不是一步一步往下走,会有很多的“混沌bootstrap”的过程,所以很难描述清楚。

  • 扩展阅读(先有Class对象还是先有Object):

    • https://www.zhihu.com/question/30301819

参考资料:

  • Java程序编译和运行的过程

    • http://www.cnblogs.com/qiumingcheng/p/5398610.html

  • Java JVM 运行机制及基本原理

    • https://zhuanlan.zhihu.com/p/25713880

1.6简单聊聊各种常量池

在写这篇文章的时候,原本以为我对 Strings="aaa";类似这些题目已经是不成问题了,直到我遇到了 String.intern()这样的方法与诸如 Strings1=newString("1")+newString("2");混合一起用的时候

  • 我发现,我还是太年轻了。

首先我是先阅读了美团技术团队的这篇文章:

  • 深入解析String#intern

    • https://tech.meituan.com/indepthunderstandingstringintern.html

嗯,然后就懵逼了。我摘抄一下他的例子:

 
   
   
 
  1. public static void main(String[] args) {

  2.     String s = new String("1");

  3.     s.intern();

  4.     String s2 = "1";

  5.     System.out.println(s == s2);


  6.     String s3 = new String("1") + new String("1");

  7.     s3.intern();

  8.     String s4 = "11";

  9.     System.out.println(s3 == s4);

  10. }

打印结果是

  • jdk7,8下false true

调换一下位置后:

 
   
   
 
  1. public static void main(String[] args) {


  2.     String s = new String("1");

  3.     String s2 = "1";

  4.     s.intern();

  5.     System.out.println(s == s2);


  6.     String s3 = new String("1") + new String("1");

  7.     String s4 = "11";

  8.     s3.intern();

  9.     System.out.println(s3 == s4);

  10. }

打印结果为:

  • jdk7,8下false false

文章中有很详细的解析,但我简单阅读了几次以后还是很懵逼。所以我知道了自己的知识点还存在漏洞,后面阅读了一下R大之前写过的文章:

  • 请别再拿“String s = new String("xyz");创建了多少个String实例”来面试了吧

    • http://rednaxelafx.iteye.com/blog/774673#comments

看完了之后,就更加懵逼了。

后来,在zhihu上看到了这个回答:

  • Java 中new String("字面量") 中 "字面量" 是何时进入字符串常量池的?

    • https://www.zhihu.com/question/55994121

结合网上资料和自己的思考,下面整理一下对常量池的理解~~

1.6.1各个常量池的情况

针对于jdk1.7之后:

  • 运行时常量池位于堆中

  • 字符串常量池位于堆中

常量池存储的是:

  • 字面量(Literal):文本字符串等---->用双引号引起来的字符串字面量都会进这里面

  • 符号引用(Symbolic References)

  • 类和接口的全限定名(Full Qualified Name)

  • 字段的名称和描述符(Descriptor)

  • 方法的名称和描述符

常量池(Constant Pool Table),用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放--->来源:深入理解Java虚拟机 JVM高级特性与最佳实践(第二版)

现在我们的运行时常量池只是换了一个位置(原本来方法区,现在在堆中),但可以明确的是:类加载后,常量池中的数据会在运行时常量池中存放!

别人总结的常量池:

它是Class文件中的内容,还不是运行时的内容,不要理解它是个池子,其实就是Class文件中的字节码指令

字符串常量池:

HotSpot VM里,记录interned string的一个全局表叫做StringTable,它本质上就是个HashSet 。注意 它只存储对java.lang.String实例的引用,而不存储String对象的内容

字符串常量池只存储引用,不存储内容!

再来看一下我们的intern方法:

 
   
   
 
  1.  * When the intern method is invoked, if the pool already contains a

  2.  * string equal to this {@code String} object as determined by

  3.  * the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is

  4.  * returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the

  5.  * pool and a reference to this {@code String} object is returned.

  6.  

  • 如果常量池中存在当前字符串,那么直接返回常量池中它的引用。

  • 如果常量池中没有此字符串, 会将此字符串引用保存到常量池中后, 再直接返回该字符串的引用!

1.6.2解析题目

本来打算写注释的方式来解释的,但好像挺难说清楚的。我还是画图吧...

 
   
   
 
  1. public static void main(String[] args) {


  2.  

  3.     String s = new String("1");


  4.     s.intern();



  5.     String s2 = "1";


  6.     System.out.println(s == s2);// false

  7. }

第一句: Strings=newString("1");

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第二句: s.intern();发现字符串常量池中已经存在"1"字符串对象,直接返回字符串常量池中对堆的引用(但没有接收)-->此时s引用还是指向着堆中的对象

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第三句: Strings2="1";发现字符串常量池已经保存了该对象的引用了,直接返回字符串常量池对堆中字符串的引用

学习JVM是如何从入门到放弃的?(修订版)

很容易看到,两条引用是不一样的!所以返回false。


 
   
   
 
  1.     public static void main(String[] args) {



  2.         String s3 = new String("1") + new String("1");



  3.         s3.intern();



  4.         String s4 = "11";

  5.         System.out.println(s3 == s4); // true

  6.     }

第一句: Strings3=newString("1")+newString("1");注意:此时"11"对象并没有在字符串常量池中保存引用。

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第二句: s3.intern();发现"11"对象并没有在字符串常量池中,于是将"11"对象在字符串常量池中保存当前字符串的引用,并返回当前字符串的引用(但没有接收)

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第三句: Strings4="11";发现字符串常量池已经存在引用了,直接返回(拿到的也是与s3相同指向的引用)

学习JVM是如何从入门到放弃的?(修订版)

根据上述所说的:最后会返回true~~~

如果还是不太清楚的同学,可以试着接收一下 intern()方法的返回值,再看看上述的图,应该就可以理解了。


下面的就由各位来做做,看是不是掌握了:

 
   
   
 
  1.     public static void main(String[] args) {


  2.         String s = new String("1");

  3.         String s2 = "1";

  4.         s.intern();

  5.         System.out.println(s == s2);//false


  6.         String s3 = new String("1") + new String("1");

  7.         String s4 = "11";

  8.         s3.intern();

  9.         System.out.println(s3 == s4);//false

  10.     }

还有:

 
   
   
 
  1.     public static void main(String[] args) {

  2.         String s1 = new String("he") + new String("llo");

  3.         String s2 = new String("h") + new String("ello");

  4.         String s3 = s1.intern();

  5.         String s4 = s2.intern();

  6.         System.out.println(s1 == s3);// true

  7.         System.out.println(s1 == s4);// true

  8.     }

1.7GC垃圾回收

可以说GC垃圾回收是JVM中一个非常重要的知识点,应该非常详细去讲解的。但在我学习的途中,我已经发现了有很好的文章去讲解垃圾回收的了。

所以,这里我只简单介绍一下垃圾回收的东西,详细的可以到下面的面试题中查阅和最后给出相关的资料阅 读吧~

1.7.1JVM垃圾回收简单介绍

在C++中,我们知道创建出的对象是需要手动去delete掉的。我们Java程序运行在JVM中,JVM可以帮我们“自动”回收不需要的对象,对我们来说是十分方便的。

虽然说“自动”回收了我们不需要的对象,但如果我们想变强,就要变秃..不对,就要去了解一下它究竟是怎么干的,理论的知识有哪些。

首先,JVM回收的是垃圾,垃圾就是我们程序中已经是不需要的了。垃圾收集器在对堆进行回收前,第一件事情就是要确定这些对象之中哪些还“存活”着,哪些已经“死去”。判断哪些对象“死去”常用有两种方式:

  • 引用计数法-->这种难以解决对象之间的循环引用的问题

  • 可达性分析算法-->主流的JVM采用的是这种方式

学习JVM是如何从入门到放弃的?(修订版)

现在已经可以判断哪些对象已经“死去”了,我们现在要对这些“死去”的对象进行回收,回收也有好几种算法:

  • 标记-清除算法

  • 复制算法

  • 标记-整理算法

  • 分代收集算法

(这些算法详情可看下面的面试题内容)~

无论是可达性分析算法,还是垃圾回收算法,JVM使用的都是准确式GC。JVM是使用一组称为OopMap的数据结构,来存储所有的对象引用(这样就不用遍历整个内存去查找了,空间换时间)。 并且不会将所有的指令都生成OopMap,只会在安全点上生成OopMap,在安全区域上开始GC。

  • 在OopMap的协助下,HotSpot可以快速且准确地完成GC Roots枚举(可达性分析)。

上面所讲的垃圾收集算法只能算是方法论,落地实现的是垃圾收集器:

  • Serial收集器

  • ParNew收集器

  • Parallel Scavenge收集器

  • Serial Old收集器

  • Parallel Old收集器

  • CMS收集器

  • G1收集器

上面这些收集器大部分是可以互相组合使用的

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1.8JVM参数与调优

很多做过JavaWeb项目(ssh/ssm)这样的同学可能都会遇到过OutOfMemory这样的错误。一般解决起来也很方便,在启动的时候加个参数就行了。

上面也说了很多关于JVM的东西--->JVM对内存的划分啊,JVM各种的垃圾收集器啊。

内存的分配的大小啊,使用哪个收集器啊,这些都可以由我们根据需求,现实情况来指定的,这里就不详细说了,等真正用到的时候才回来填坑吧~~~~

参考资料:

  • JVM系列三:JVM参数设置、分析

    • http://www.cnblogs.com/redcreen/archive/2011/05/04/2037057.html

二、JVM面试题

拿些常见的JVM面试题来做做,加深一下理解和查缺补漏:

  • 1、详细jvm内存结构

  • 2、讲讲什么情况下回出现内存溢出,内存泄漏?

  • 3、说说Java线程栈

  • 4、JVM 年轻代到年老代的晋升过程的判断条件是什么呢?

  • 5、JVM 出现 fullGC 很频繁,怎么去线上排查问题?

  • 6、类加载为什么要使用双亲委派模式,有没有什么场景是打破了这个模式?

  • 7、类的实例化顺序

  • 8、JVM垃圾回收机制,何时触发MinorGC等操作

  • 9、JVM 中一次完整的 GC 流程(从 ygc 到 fgc)是怎样的

  • 10、各种回收器,各自优缺点,重点CMS、G1

  • 11、各种回收算法

  • 12、OOM错误,stackoverflow错误,permgen space错误

题目来源:

  • https://www.jianshu.com/p/a07d1d4004b0

2.1详细jvm内存结构

根据 JVM 规范,JVM 内存共分为虚拟机栈、堆、方法区、程序计数器、本地方法栈五个部分。

学习JVM是如何从入门到放弃的?(修订版)

具体可能会聊聊jdk1.7以前的PermGen(永久代),替换成Metaspace(元空间)

  • 原本永久代存储的数据:符号引用(Symbols)转移到了native heap;字面量(interned strings)转移到了java heap;类的静态变量(class statics)转移到了java heap

  • Metaspace(元空间)存储的是类的元数据信息(metadata)

  • 元空间的本质和永久代类似,都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于:元空间并不在虚拟机中,而是使用本地内存。

  • 替换的好处:一、字符串存在永久代中,容易出现性能问题和内存溢出。二、永久代会为 GC 带来不必要的复杂度,并且回收效率偏低

学习JVM是如何从入门到放弃的?(修订版)

图片来源:https://blog.csdn.net/tophawk/article/details/78704074

参考资料:

  • https://www.cnblogs.com/paddix/p/5309550.html

2.2讲讲什么情况下回出现内存溢出,内存泄漏?

内存泄漏的原因很简单:

  • 对象是可达的(一直被引用)

  • 但是对象不会被使用

常见的内存泄漏例子:

 
   
   
 
  1.  public static void main(String[] args) {


  2.         Set set = new HashSet();


  3.         for (int i = 0; i < 10; i++) {

  4.             Object object = new Object();

  5.             set.add(object);


  6.             // 设置为空,这对象我不再用了

  7.             object = null;

  8.         }


  9.         // 但是set集合中还维护这obj的引用,gc不会回收object对象

  10.         System.out.println(set);

  11.     }

解决这个内存泄漏问题也很简单,将set设置为null,那就可以避免上诉内存泄漏问题了。其他内存泄漏得一步一步分析了。

内存泄漏参考资料:

  • https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/l-JavaMemoryLeak/

内存溢出的原因:

  • 内存泄露导致堆栈内存不断增大,从而引发内存溢出。

  • 大量的jar,class文件加载,装载类的空间不够,溢出

  • 操作大量的对象导致堆内存空间已经用满了,溢出

  • nio直接操作内存,内存过大导致溢出

解决:

  • 查看程序是否存在内存泄漏的问题

  • 设置参数加大空间

  • 代码中是否存在死循环或循环产生过多重复的对象实体、

  • 查看是否使用了nio直接操作内存。

参考资料:

  • https://www.cnblogs.com/bingosblog/p/6661527.html

  • http://www.importnew.com/14604.html

2.3说说线程栈

这里的线程栈应该指的是虚拟机栈吧...

JVM规范让每个Java线程拥有自己的独立的JVM栈,也就是Java方法的调用栈。

线程运行过程中,只有一个栈帧是处于活跃状态,称为“当前活跃栈帧”,当前活动栈帧始终是虚拟机栈的栈顶元素。

通过jstack工具查看线程状态

参考资料:

  • http://wangwengcn.iteye.com/blog/1622195

  • https://www.cnblogs.com/Codenewbie/p/6184898.html

  • https://blog.csdn.net/u011734144/article/details/60965155

2.4JVM 年轻代到年老代的晋升过程的判断条件是什么呢?

  1. 部分对象会在From和To区域中复制来复制去,如此交换15次(由JVM参数MaxTenuringThreshold决定,这个参数默认是15),最终如果还是存活,就存入到老年代。

  2. 如果对象的大小大于Eden的二分之一会直接分配在old,如果old也分配不下,会做一次majorGC,如果小于eden的一半但是没有足够的空间,就进行minorgc也就是新生代GC。

  3. minor gc后,survivor仍然放不下,则放到老年代

  4. 动态年龄判断 ,大于等于某个年龄的对象超过了survivor空间一半 ,大于等于某个年龄的对象直接进入老年代

2.5JVM 出现 fullGC 很频繁,怎么去线上排查问题

这题就依据full GC的触发条件来做:

  • 如果有perm gen的话(jdk1.8就没了),要给perm gen分配空间,但没有足够的空间时,会触发full gc。     - 所以看看是不是perm gen区的值设置得太小了。

  • System.gc()方法的调用     - 这个一般没人去调用吧~~~

  •  当统计得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于老年代的剩余空间,则会触发full gc(这就可以从多个角度上看了)     - 是不是频繁创建了大对象(也有可能eden区设置过小)(大对象直接分配在老年代中,导致老年代空间不足--->从而频繁gc)     - 是不是老年代的空间设置过小了(Minor GC几个对象就大于老年代的剩余空间了)

学习JVM是如何从入门到放弃的?(修订版)

2.6类加载为什么要使用双亲委派模式,有没有什么场景是打破了这个模式?

双亲委托模型的重要用途是为了解决类载入过程中的安全性问题。

  • 假设有一个开发者自己编写了一个名为 java.lang.Object的类,想借此欺骗JVM。现在他要使用自定义 ClassLoader来加载自己编写的 java.lang.Object类。

  • 然而幸运的是,双亲委托模型不会让他成功。因为JVM会优先在 BootstrapClassLoader的路径下找到 java.lang.Object类,并载入它

Java的类加载是否一定遵循双亲委托模型?

  • 在实际开发中,我们可以通过自定义ClassLoader,并重写父类的loadClass方法,来打破这一机制。

  • SPI就是打破了双亲委托机制的(SPI:服务提供发现)。SPI资料:     

    •  https://zhuanlan.zhihu.com/p/28909673     -https://www.cnblogs.com/huzi007/p/6679215.html     - https://blog.csdn.net/sigangjun/article/details/79071850

参考资料:

  • https://blog.csdn.net/markzy/article/details/53192993

2.7类的实例化顺序

  • 1. 父类静态成员和静态初始化块 ,按在代码中出现的顺序依次执行

  • 2. 子类静态成员和静态初始化块 ,按在代码中出现的顺序依次执行

  • 3. 父类实例成员和实例初始化块 ,按在代码中出现的顺序依次执行

  • 4. 父类构造方法

  • 5. 子类实例成员和实例初始化块 ,按在代码中出现的顺序依次执行

  • 6. 子类构造方法

检验一下是不是真懂了:

 
   
   
 
  1. class Dervied extends Base {



  2.     private String name = "Java3y";


  3.     public Dervied() {

  4.         tellName();

  5.         printName();

  6.     }


  7.     public void tellName() {

  8.         System.out.println("Dervied tell name: " + name);

  9.     }


  10.     public void printName() {

  11.         System.out.println("Dervied print name: " + name);

  12.     }


  13.     public static void main(String[] args) {


  14.         new Dervied();

  15.     }

  16. }


  17. class Base {



  18.     public Base() {

  19.         tellName();

  20.         printName();

  21.     }


  22.     public void tellName() {

  23.         System.out.println("Base tell name: " + name);

  24.     }


  25.     public void printName() {

  26.         System.out.println("Base print name: " + name);

  27.     }

  28. }

输出数据:

 
   
   
 
  1. Dervied tell name: null

  2. Dervied print name: null

  3. Dervied tell name: Java3y

  4. Dervied print name: Java3y

第一次做错的同学点个赞,加个关注不过分吧(hahaha

2.8JVM垃圾回收机制,何时触发MinorGC等操作

当young gen中的eden区分配满的时候触发MinorGC(新生代的空间不够放的时候).

2.9JVM 中一次完整的 GC 流程(从 ygc 到 fgc)是怎样的

YGC和FGC是什么 

  • YGC :对新生代堆进行gc。频率比较高,因为大部分对象的存活寿命较短,在新生代里被回收。性能耗费较小。

  • FGC :全堆范围的gc。默认堆空间使用到达80%(可调整)的时候会触发fgc。以我们生产环境为例,一般比较少会触发fgc,有时10天或一周左右会有一次。

什么时候执行YGC和FGC

  • a.eden空间不足,执行 young gc

  • b.old空间不足,perm空间不足,调用方法 System.gc() ,ygc时的悲观策略, dump live的内存信息时(jmap –dump:live),都会执行full gc

2.10各种回收算法

GC最基础的算法有三种:

  • 标记 -清除算法

  • 复制算法

  • 标记-压缩算法

  • 我们常用的垃圾回收器一般都采用分代收集算法(其实就是组合上面的算法,不同的区域使用不同的算法)。

具体:

  • 标记-清除算法,“标记-清除”(Mark-Sweep)算法,如它的名字一样,算法分为“标记”和“清除”两个阶段:首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象。

  • 复制算法,“复制”(Copying)的收集算法,它将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了,就将还存活着的对象复制到另外一块上面,然后再把已使用过的内存空间一次清理掉。

  • 标记-压缩算法,标记过程仍然与“标记-清除”算法一样,但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存

  • 分代收集算法,“分代收集”(Generational Collection)算法,把Java堆分为新生代和老年代,这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。

2.11各种回收器,各自优缺点,重点CMS、G1

图来源于《深入理解Java虚拟机:JVM高级特效与最佳实现》,图中两个收集器之间有连线,说明它们可以配合使用.

  • Serial收集器,串行收集器是最古老,最稳定以及效率高的收集器,但可能会产生较长的停顿,只使用一个线程去回收。

  • ParNew收集器,ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本。

  • Parallel收集器,Parallel Scavenge收集器类似ParNew收集器,Parallel收集器更关注系统的吞吐量。

  • Parallel Old收集器,Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本,使用多线程“标记-整理”算法

  • CMS收集器,CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。它需要消耗额外的CPU和内存资源,在CPU和内存资源紧张,CPU较少时,会加重系统负担。CMS无法处理浮动垃圾。CMS的“标记-清除”算法,会导致大量空间碎片的产生。

  • G1收集器,G1 (Garbage-First)是一款面向服务器的垃圾收集器,主要针对配备多颗处理器及大容量内存的机器. 以极高概率满足GC停顿时间要求的同时,还具备高吞吐量性能特征。

2.12stackoverflow错误,permgen space错误

stackoverflow错误主要出现:

  • 在虚拟机栈中(线程请求的栈深度大于虚拟机栈锁允许的最大深度)

permgen space错误(针对jdk之前1.7版本):

  • 大量加载class文件

  • 常量池内存溢出

三、总结

总的来说,JVM在初级的层面上还是偏理论多,可能要做具体的东西才会有更深的体会。这篇主要是入个门吧~

这篇文章懒懒散散也算把JVM比较重要的知识点理了一遍了,后面打算学学,写写SpringCloud的东西。

参考资料:

  • 《深入理解Java虚拟机 JVM高级特性与最佳实践(第二版)》

  • 纯洁的微笑jvm专栏:https://zhuanlan.zhihu.com/p/25511795

  • SexyCode jvm专栏:https://blog.csdn.net/column/details/15618.html?&page=1

  • javaGC流程:https://blog.csdn.net/yangyang12345555/article/details/79257171

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