虚拟机

6、堆外内存

参考：堆外内存使用分析

Java何时用堆外内存

5、jvm调优

JVM性能调优的6大步骤，及关键调优参数详解

4、Full GC有关问题学习分析

摘自：Full GC有关问题学习分析(转载)

GC，尤为是Full GC，每次都会致使JVM暂停工做，处理垃圾回收任务，短期内没法响应用户请求，大量的Full GC会致使系统响应速度下降，并且引来OOM的巨大风险。

3、对象 GC

当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证实对象须要被回收.

Java可做为GC Roots的对象包括下面几种：

• 虚拟机栈(栈桢中的本地变量表)中的引用的对象

• 方法区中类静态属性引用的对象

• 方法区中常量引用的对象

• 本地方法栈中JNI引用的对象

2、垃圾收集

回收算法相关内容转自https://youzhixueyuan.com/detailed-explanation-of-jvm-g1.html

一、CMS和G1的区别

• CMS中，堆被分为PermGen，YoungGen，OldGen；而YoungGen又分了eden区、两个survivo区域。在G1中，堆被平均分红几个区域(region)，在每一个区域中，虽然也保留了新老代的概念，可是收集器是以整个区域为单位收集的。
• G1在回收内存后会立刻同时作合并空闲内存的工做、而CMS默认是在STW（stop the world）的时候作。
• G1会在Young GC （也在old GC）中使用、而CMS只能在O区使用。

二、CMS：以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，基于并发“标记清理”

过程：

• 一、初始标记：独占PUC，仅标记GCroots能直接关联的对象
  
• 二、并发标记：能够和用户线程并行执行，标记全部可达对象
  
• 三、从新标记：独占CPU(STW)，对并发标记阶段用户线程运行产生的垃圾对象进行标记修正
  
• 四、并发清理：能够和用户线程并行执行，清理垃圾
  

优势:   并发，低停顿

缺点：

• 一、对CPU很是敏感：在并发阶段虽然不会致使用户线程停顿，可是会由于占用了一部分线程使应用程序变慢
  
• 二、没法处理浮动垃圾：在最后一步并发清理过程当中，用户县城执行也会产生垃圾，可是这部分垃圾是在标记以后，因此只有等到下一次gc的时候清理掉，这部分垃圾叫浮动垃圾
  
• 三、CMS使用“标记-清理”法会产生大量的空间碎片，当碎片过多，将会给大对象空间的分配带来很大的麻烦，每每会出现老年代还有很大的空间但没法找到足够大的连续空间来分配当前对象，不得不提早触发一次FullGC，为了解决这个问题CMS提供了一个开关参数，用于在CMS顶不住，要进行FullGC时开启内存碎片的合并整理过程，可是内存整理的过程是没法并发的，空间碎片没有了可是停顿时间变长了

三、G1：是一款面向服务端应用的垃圾收集器，基于“标记-整理”算法

特色：

• 一、并行于并发：G1能充分利用CPU、多核环境下的硬件优点，使用多个CPU（CPU或者CPU核心）来缩短stop-The-World停顿时间。部分其余收集器本来须要停顿Java线程执行的GC动做，G1收集器仍然能够经过并发的方式让java程序继续执行。
  
• 二、分代收集：分代概念在G1中依然得以保留。虽然G1能够不须要其它收集器配合就能独立管理整个GC堆，但它可以采用不一样的方式去处理新建立的对象和已经存活了一段时间、熬过屡次GC的旧对象以获取更好的收集效果。也就是说G1能够本身管理新生代和老年代了。
  
• 三、空间整合：因为G1使用了独立区域（Region）概念，G1从总体来看是基于“标记-整理”算法实现收集，从局部（两个Region）上来看是基于“复制”算法实现的，但不管如何，这两种算法都意味着G1运做期间不会产生内存空间碎片。
  
• 四、可预测的停顿：这是G1相对于CMS的另外一大优点，下降停顿时间是G1和CMS共同的关注点，但G1除了追求低停顿外，还能创建可预测的停顿时间模型，能让使用这明确指定一个长度为M毫秒的时间片断内，消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒。
  

（1）、G1堆内存结构

1) G1堆内存结构

• 堆内存会被切分红为不少个固定大小区域（Region），每一个是连续范围的虚拟内存。
  
• 堆内存中一个区域(Region)的大小能够经过-XX:G1HeapRegionSize参数指定，大小区间最小1M、最大32M，总之是2的幂次方。
  
• 默认把堆内存按照2048份均分。
  

2) G1堆内存分配

• 每一个Region被标记了E、S、O和H，这些区域在逻辑上被映射为Eden，Survivor和老年代。
  
• 存活的对象从一个区域转移（即复制或移动）到另外一个区域。区域被设计为并行收集垃圾，可能会暂停全部应用线程。
  
• 如上图所示，区域能够分配到Eden，survivor和老年代。此外，还有第四种类型，被称为巨型区域（Humongous Region）。Humongous区域是为了那些存储超过50%标准region大小的对象而设计的，它用来专门存放巨型对象。若是一个H区装不下一个巨型对象，那么G1会寻找连续的H分区来存储。为了能找到连续的H区，有时候不得不启动Full GC。
  

（2）、G1收集器的阶段分如下几个步骤：

1）G1执行的第一阶段：初始标记(Initial Marking )

这个阶段是STW(Stop the World )的，全部应用线程会被暂停，标记出从GC Root开始直接可达的对象。

2）G1执行的第二阶段：并发标记

从GC Roots开始对堆中对象进行可达性分析，找出存活对象，耗时较长，这一阶段耗时较长但能与用户线程并发运行。

3）最终标记（标记那些在并发标记阶段发生变化的对象，将被回收）

最终标记阶段须要吧Remembered Set Logs的数据合并到Remembered Set中，这阶段须要停顿线程，但可并行执行。

4）筛选回收（首先对各个Regin的回收价值和成本进行排序，根据用户所期待的GC停顿时间指定回收计划，回收一部分Region）

这一过程一样是须要停顿线程的

最后，G1中提供了两种模式垃圾回收模式，Young GC和Mixed GC，两种都是Stop The World(STW)的。

（3）、G1的GC模式

1. YoungGC年轻代收集

在分配通常对象（非巨型对象）时，当全部eden region使用达到最大阀值而且没法申请足够内存时，会触发一次YoungGC。每次younggc会回收全部Eden以及Survivor区，而且将存活对象复制到Old区以及另外一部分的Survivor区。

YoungGC的回收过程以下：

• 根扫描,跟CMS相似，Stop the world，扫描GC Roots对象。
  
• 处理Dirty card,更新RSet.
  
• 扫描RSet,扫描RSet中全部old区对扫描到的young区或者survivor去的引用。
  
• 拷贝扫描出的存活的对象到survivor2/old区
  
• 处理引用队列，软引用，弱引用，虚引用

2. mixed gc

当愈来愈多的对象晋升到老年代old region时，为了不堆内存被耗尽，虚拟机会触发一个混合的垃圾收集器，即mixed gc，该算法并非一个old gc，除了回收整个young region，还会回收一部分的old region，这里须要注意：是一部分老年代，而不是所有老年代，能够选择哪些old region进行收集，从而能够对垃圾回收的耗时时间进行控制。

G1没有fullGC概念，须要fullGC时，调用serialOldGC进行全堆扫描（包括eden、survivor、o、perm）

1、类的加载

一、解析(resolve)就是将一个符号引用转换成直接引用的一个过程。

当一个java文件编译成class以后，方法都是以符号引用的方式保存。而在加载类时，部分符合条件的符号引用会被转换成“直接引用”，这个过程咱们称之为“解析（Resolution）”。