[Java] JVM

目标

熟悉GC常用算法，熟悉常见垃圾收集器，具有实际JVM调优实战经验

组成

类装载子系统
运行时数据区（内存模型）
字节码执行引擎

内存区域

堆
- 存放new出来的对象
- 所有线程和方法共享
栈（线程栈）
- JVM为每个线程分配一个独立的栈空间，存储局部变量
- 栈帧：每个方法对应一块栈帧，存放方法的局部变量，方法运行完销毁
本地方法栈：本地c语言写的方法在运行过程中需要的运行空间，为调用本地方法的线程分配
程序计数器（pc Register）：线程正在运行的代码的行号，每个线程独有，实现多线程
方法区（元空间）
- 常量
- 静态变量（static）
- 类信息

gc（Garbage Collect）

垃圾：没有引用指向的对象
C++：new()，delete()，自己清理垃圾
找垃圾算法
- reference count（引用计数）：不能解决环形引用
- root searching（根可达算法）
  - 从gc root出发，向下搜索引用的对象，找到的对象标记为非垃圾对象
  - 存入S0区，并回收Eden中的对象
- 哪些是根　　
  - JVM stack
  - native method stack
  - run time constant pool
  - static reference in method area
  - Clazz
回收算法
- Mark-Sweep（标记清除）：会产生碎片
- Copying：内存浪费
- Mark-Compact：需移动对象，效率比Copying低
发展路线
- 随着内存增大而演进（先脉络，后细节）
- 从分代算法演化到不分带算法
- hotspot
  - 工作在年轻代的GC
    - Serial：a stop-the-world（STW）, copying collector which uses a single GC thread（几M~几十M）
    - ParNew：PS，可配合CMS
    - Parallel Scavenge：a STW, copying collector which uses multiple GC threads（几个G，1.8默认）
  - 工作在老年代的GC
    - CMS：初始标记（STW，找gc root，快）->并发标记（不用STW，慢）->重新标记（STW，快）->并发清理（承上启下，三色标记+写屏障，几十个G）
    - Seril Old：STW，single GC thread，用 mark-sweep 或 Mark-Compact
    - Parallel Old（1.8默认 PS + PO/Parallel GC，几百个参数）
  - G1
    - Garbage First（先清理垃圾多的块，几十个参数）
    - 逻辑分代，物理不分代（上百G）
    - 分区回收
    - 三色标记+SATB+写屏障
  - ZGC Shenandoah
    - 逻辑，物理都不分代（4T）
    - 基于C4（None STW）
    - ColoredPointers，颜色指针+读屏障
  - Epsilon
    - 调试，确认不用GC参与就能干完活
分区算法
- 80%对象“朝生夕死”
- 找出eden区的幸存对象，复制到s0，清除剩余对象
- 找出eden区、s0区的幸存对象，复制到s1，清除剩余对象
- s0，s1互换，重复上一步
- 15次（不同GC不一样）不死的对象，复制到老年区（如缓存对象，spring中的bean等）
- 老年区满，full gc，整体回收
概念
- YGC：minor gc
- FGC：full gc，major gc
- TLAB：thread local allocation buffer，每个线程专属的内存空间，属于eden
- 标记失误：垃圾在标记后，清除前被引用
- 分代年龄：放在对象头中，每次minor gc后没有被清除，分代年龄+1
- 对象头（Object Header）：并发编程、JVM基础
- 类装载子系统：装载类到本地方法栈
- 字节码执行引擎：修改程序计数器，执行方法区中的class文件