JVM

指以软件的方式模拟具有完整硬件系统功能、运行在一个完全隔离环境中的完整的计算机系统。

JVM主要由三个子系统组成

• 类装载器子系统
• 运行时数据区（内存结构）
• 执行引擎
• 本地方法接口

结构

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堆（Heap）

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类加载器（ClassLoader）

双亲委派机制

先托付父类加载器寻找目标，在找不到的情况下在自己的路径中查找并加载目标类。

好处：

防止类重复加载：父类完成加载时，子加载器就没必要再加载
沙箱安全机制：防止核心API库被恶意串改

全盘负责委托机制

如果一个类被一个加载器加载，除非显示的是使用另一个类加载器，那么该类的其他引用和依赖也将被这个类加载器载入。

JVM不会一次性将所有类都加进内存，而是按需加载，在运行期间动态加载。

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如何判断对象是否可以被回收？

一、引用计数法
给对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它，计数器加一，
当引用失效，计数减一，当计数器的值为0时，说明对象就是不可能再被使用的。

这种方法实现简单、效率高。但目前主流虚拟机并不是用此算法来管理内存的。主要原因是很难解决对象间相互循环引用的问题。

二、可达性分析法

选一个GC ROOT作为根节点，从这个节点出发开始向下搜索(循环遍历所有对象)，节点走过的路径成为引用链，如果任何一个对象到GC ROOT没有任何引用链的话，则证明这个对象是可回收的。

可作为GC ROOT的对象

• 类加载器
• Thread
• static成员
• 常量引用
• 本地方法栈的变量

三、finalize方法最终判断对象是否存活
标记的前提：对象在进行可达性分析后发现没有与GCROOTS相连接的引用链

第一次标记：筛选条件是该对象是否有必要执行finalize方法
当对象没覆盖finalize方法，或者finalize被JVM调用过，都会被JVM视为“没必要回收”

第二次标记：如有必要执行finalize方法，则对象会被放在F-QUEUE队列，会被JVM创建的一条低优先级的finalize线程去执行。这里的“执行”指的是虚拟机会触发这个方法，并不承诺会等待它运行结束。这样做的原因是，如果一个对象finalize（）方法中执行缓慢，或者发生死循环（更极端的情况），将很可能会导致F-Queue队列中的其他对象永久处于等待状态，甚至导致整个内存回收系统崩溃。
finalize（）方法是对象脱逃死亡命运的最后一次机会，稍后GC将对F-Queue中的对象进行第二次小规模标记，如果对象要在finalize（）中成功拯救自己----只要重新与引用链上的任何的一个对象建立关联即可，譬如把自己赋值给某个类变量或对象的成员变量，那在第二次标记时它将移除出“即将回收”的集合。如果对象这时候还没逃脱，那基本上它就真的被回收了。

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垃圾回收算法

• 标记-清除算法[老年代]
  遍历GC Roots，然后将存活的对象标记
  缺点：会导致产生大量不连续的内存碎片，使得大对象无法存储。 /空间问题
  需遍历完所有的内存对象才能标记。/效率问题

• 复制算法[新生代]
  解决了内存碎片的问题
  将内存分割成大小相等的两块，当其中一块内存用完时，gc后将存活的内存对象复制到另一块，将之前内存的对象全部清除。
  缺点：堆使用效率低、内存减半、如果对象存活率高，复制会花费较多时间。

• 标记-整理算法
  将可回收对象做标记，让存活对象向前移动一段，按照内存地址依次排列，将末端地址以后的内存全部回收。
  优点：解决的内存碎片问题
  缺点：效率低，不仅要标记存活对象，还要整理所有活对象的引用地址。

• 分代收集算法
  根据每一代的特点选择适合的垃圾收集算法、是一种思想

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垃圾收集器

如果说垃圾收集算法是内存回收的方法论，那么垃圾收集器则是内存回收的具体实现。

没有万能的垃圾收集器，我们能做的就是根据具体应用场景选择适合自己的垃圾收集器

• Serial
• ParNew
• Parallel Scavenge
• CMS
• G1

Serial

Serial（串行）是最基本、历史最悠久的垃圾收集器
它是单线程的，意味着他在只会调用一条垃圾回收线程去回收内存、工作时必须暂停其他所有的工作线程（STW）
对于新生代，采用复制算法
对于老年代，采用标志-整理算法

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ParNew

本质就是Serial收集器的多线程版本、其余行为跟Serial收集器一致

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Parallel Scavenge --JDK8默认的垃圾收集器

类似于ParNew，但它更关注吞吐量，也就是高效率利用CPU

对于新生代，采用复制算法
对于老年代，采用标志-整理算法

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CMS[Old区]

第一款真正意义上的JAVA并发收集器
对于老年代，采用**[标记-清除]**算法

面试题：
并行（Parallel） ：指多条垃圾收集线程并行工作，但此时用户线程仍然处于等待状态。
并发（Concurrent）：应用程序线程与垃圾收集线程同时执行（不一定是并行，可能会交替执行）

整个过程分4个步骤 如图

优点：并发收集、低停顿
缺点：对CPU资源敏感，可能与服务抢占资源
无法处理浮动垃圾，在并发清理的过程中，线程可能会产生一些新的垃圾
“标记-清除”算法导致大量的空间碎片产生

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G1

是一种面向服务器的收集器，主要针对高配机器（配备多颗处理器以及大容量内存）

特征：
极高概率满足gc停顿时间要求的同时，还具备高吞吐量的性能特征

基于整体：使用的是标记-整理算法
基于局部：使用的是复制算法

和CMS类似，
但核心优势是：

可预测的停顿，根据用户期待gc停顿时间来指定回收计划
内部维护了一个有限列表，根据每次允许的收集时间，优先选择回收价值最大的region

G1不做Full Gc，而是Mixed Gc。→也回收所有Young和部分Old