JVM簡述下包括什么？

一，JVM內存結構：在JVM內存結構中，大致（為什么是大致？因為虛擬機的種類繁多，有些虛擬機把棧概念合二為一，還有其他自由的實現）會分為如下的結構：

包括本地方法棧，VM棧，程序計數器，方法區，java堆，下面逐一來看下他們的功能：

①本地方法棧：放著大量虛擬機可直接調用的native方法，比如CAS模型中大量使用的Unsafe包中的方法，基本都是native方法，這些方法很多并不是用java實現的，而是C，C++等；但是可供java直接調用；

②，vm棧：存放線程執行方法時產生的棧幀，通常一個線程會有一個棧幀鏈，如下圖所示，一個線程正在執行的棧幀只會是一個當前棧幀，棧幀中包含的數據結構包括：局部變量表（方法中的局部變量）、操作數棧（運算過程中的中間存儲媒介）、動態鏈接、方法返回地址和一些額外的附加信息，如下圖：

③，程序計數器：每個線程記錄指令執行到的位置，通過程序計數器控制諸如循環，異常處理等的下一條指令；

④，方法區：存放已經被虛擬機加載的類信息，常量，靜態變量，即時編譯器編譯后的代碼等數據，還有運行時常量，通常稱為永久代，通常情況不會進行GC；

⑤，java堆：絕大多數實例對象都在此存放；

換個圖來看java內存模型可知:方法區和堆是線程共享的，其他的區域是線程私有的；

二，JVM GC：

1），對象是否能回收的判斷：

（1），不可達性對象可以回收；

（2），對于用可達性分析法搜索不到的對象，GC并不一定會回收該對象。要完全回收一個對象，至少需要經過兩次標記的過程：

第一次標記：對于一個沒有其他引用的對象，篩選該對象是否有必要執行finalize()方法，如果沒有執行必要，則意味可直接回收。（篩選依據：是否復寫或執行過finalize()方法；因為finalize方法只能被執行一次）。

第二次標記：如果被篩選判定位有必要執行，則會放入FQueue隊列，并自動創建一個低優先級的finalize線程來執行釋放操作。如果在一個對象釋放前被其他對象引用，則該對象會被移除FQueue隊列。

根搜索算法:JVM選定諸如方法區的靜態常量，本地方法中的對象等作為GC roots（對象可達樹的根節點），將創建的所有的對象引用掛在樹上，當對象引用從樹上解掛時（沒有對象再引用這個對象時），則這個對象處于不可達狀態，也即是可回收狀態；如下圖：

2）JVM內存分區和GC算法

內存被切分為三塊：新生代（剛new出來的對象），老年代（從新生代GC過來的對象或者剛new出來的大對象（直接超過了新生代的空閑內存）），永久代（方法區數據）

新生代又被分為一塊Eden區和兩塊Survivor區；

新生代GC算法：復制算法采用的方式為從根集合進行掃描，將存活的對象移動到一塊空閑的區域

標記-清除：該算法采用的方式是從跟集合開始掃描，對存活的對象進行標記，標記完畢后，再掃描整個空間中未被標記的對象，并進行清除。標記和清除的過程如下：

上圖中藍色部分是有被引用的對象，褐色部分是沒有被引用的對象。在Marking階段，需要進行全盤掃描，這個過程是比較耗時的。

清除階段清理的是沒有被引用的對象，存活的對象被保留。

標記-清除動作不需要移動對象，且僅對不存活的對象進行清理，在空間中存活對象較多的時候，效率較高，但由于只是清除，沒有重新整理，因此會造成內存碎片。

標記-壓縮：該算法與標記-清除算法類似，都是先對存活的對象進行標記，但是在清除后會把活的對象向左端空閑空間移動，然后再更新其引用對象的指針，如下圖所示

由于進行了移動規整動作，該算法避免了標記-清除的碎片問題，但由于需要進行移動，因此成本也增加了。（該算法適用于舊生代）

3），虛擬機中GC的過程：

1，在初始階段，新創建的對象被分配到Eden區，survivor的兩塊空間都為空。

2，當Eden區滿了的時候，minor garbage 被觸發 。

3，經過掃描與標記，存活的對象被復制到S0，不存活的對象被回收

4，在下一次的Minor GC中，Eden區的情況和上面一致，沒有引用的對象被回收，存活的對象被復制到survivor區。然而在survivor區，S0的所有的數據都被復制到S1，需要注意的是，在上次minor GC過程中移動到S0中的兩個對象在復制到S1后其年齡要加1。此時Eden區S0區被清空，所有存活的數據都復制到了S1區，并且S1區存在著年齡不一樣的對象，過程如下圖所示：

5，再下一次MinorGC則重復這個過程，這一次survivor的兩個區對換，存活的對象被復制到S0，存活的對象年齡加1，Eden區和另一個survivor區被清空。

6，再經過幾次Minor GC之后，當存活對象的年齡達到一個閾值之后（可通過參數配置，默認是8），就會被從年輕代Promotion到老年代。

7，隨著MinorGC一次又一次的進行，不斷會有新的對象被promote到老年代。

8，上面基本上覆蓋了整個年輕代所有的回收過程。最終，MajorGC將會在老年代發生，老年代的空間將會被清除和壓縮。

4），Minor GC，Major GC，Full GC觸發條件

Minor GC：當年輕代中的Eden區滿時，觸發；

Major GC：清理老年代，通常由Minor GC觸發；

Full GC：

（1）調用System.gc時，建議執行full GC，但是不一定執行；

（2）老年代空間不足，

（3）方法區空間不足，

（4）通過Minor GC進入老年代的平均大小大于老年代的可用內存；

（5）Minor GC觸發Full GC：新生代的eden區和suvivor（使用中）向survivor（暫未使用）復制對象的時候，大于survivor（暫未使用）的內存，隨即把對象轉存到老年代，但同樣大于老年代的可用永存

5），JVM參數與調優：

JVM參數：

-Xmx：最大允許分配堆內存；

-Xms：初始分配的堆內存； 通常與Xmx一樣，避免每次GC后重新分配內存

CMSFullGCsBeforeCompaction=5：會每隔5次真正的full GC做一次壓縮

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 是指設定CMS在對內存占用率達到70%的時候開始GC(因為CMS會有浮動垃圾,所以一般都較早啟動GC);

-XX:+CMSParallelRemarkEnabled 減少第二次暫停的時間,開啟并行的remark；

-XX:+DisableExplicitGC 禁止代碼中顯式的調用GC，

-XX:+DoEscapeAnalysis 打開逃逸（例如被靜態變量引用等導致無法回收）分析

XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 開啟碎片合并

XX:+UseConcMarkSweepG 使用CMS收集器

-XX:+UseParNewGC 年輕代為多線程收集。

還有更多的JAVA干貨技術分享，敬請關注。。。