JVM 学习补充 --- 2019年4月
学习重点：
JVM 优化、垃圾回收、内存模型、双亲委派机制、对象逃逸、类的加载到卸载过程、字节码文件分析
1、JVM 内存溢出
1、堆溢出：堆要不断的创建对象，如果避免了垃圾回收来清除这些对象，就会产生JVM内存溢出。一般手段是通过内存映像分析工具对Dump出来的堆转储快照进行分析，分清楚到底是内存泄露还是内存溢出。
SRE实战 互联网时代守护先锋，助力企业售后服务体系运筹帷幄！一键直达领取阿里云限量特价优惠。2、虚拟机栈和本地方法栈溢出：线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度。或者虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间。
3、方法区和运行时常量池溢出：一个类要被垃圾回收器回收，判断条件是苛刻的。
4、本机直接内存溢出。
2、垃圾回收
首先判断对象是否已经死亡（不再被任何途径使用）
1）、引用计数算法，给对象中加一个计数器，一个地方引用该对象，计数器值就加1，当引用失效时，计数器值 就减1。为0的时候就不可能再被使用。但是有个缺点，如果两个对象互相引用对方，就会造成无限循环而不会被回收（类似死锁的机制）。
2）、可达性分析算法，通过一系列 GC Roots 对象作为起点，从这些节点往下搜索，成为链路。如果对象不再链路上，表示可回收。（例如我在方法栈的对象引用指向了堆里的对象实例，就是可达的。所有所有渠道都没有指向堆里的对象实例，就是不可达，该对象就可以被回收）
3）、方法区（永生代）垃圾回收：废弃常量和无用的类。
垃圾收集算法
1）、标记 - 清除算法（最基础），首先标记出所有需要回收的对象，标记完成后统一回收被标记的所有对象。但是有不足的地方：效率太低和清楚后会产生大量不连续的内存碎片。
2）、复制算法，将可用内存分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。使用完一块后，就将还活着的对象复制到另一块内存，清空第一块内存。缺点是代价太高昂。
3）、标记 - 整理算法：将标记的死亡对象，都往一端移动，然后清理掉端边界以外的内存。
4）、分代收集算法：把 Java 堆分为新生代和老年代。新生代每次垃圾收集都有大批对象死去，那就用复制算法。老年代就用标记 -整理算法。
垃圾回收器
1）、CMS 收集器，获取最短回收停顿时间为目标的收集器。基础算法用的 标记 - 清除 算法来实现的。整个过程分为4个步骤：初始标记、并发标记、重新标记、并发清除。其中初始标记和重新标记，也要暂停其他工作线程。耗时最长的并发标记和并发清除可以和用户的线程同时工作。
有点：并发收集、低停顿。
适用场景：应用需要更快的响应，更短的停顿、CPU资源也比较丰富，就适合用 CMS 收集器。
2）、G1收集器，可以并行和并发收集、分代收集、空间整合、可预测的停顿。
3、虚拟机类加载机制
Class 文件格式的储存结构只有两种数据类型，无符号数和表。
无符号数：用来描述数字、索引引用、数量值或者按照 UTF-8 编码构成字符串值。
表：多个无符号数或者其他表作为数据页构成的复合数据类型，所有表习惯以"info"结尾。
虚拟机运行时，从Class文件的常量池获得对应的符号引用，再类创建或运行时解析、翻译到具体的内存地址。
类加载机制：把描述类的数据，从 Class 文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成被虚拟机直接使用的 Java 类型。并且，类型的加载、连接和初始化都在程序运行期间完成。（动态加载和动态连接）
加载 --- 验证 --- 准备 --- 解析 ---初始化 --- 使用 --- 卸载
其中解析可以在初始化阶段之后再开始，支持 Java 语言的运行时绑定。
初始化：遇到 new、getstatic、putstatic、invokestatic 这4条字节码指令时，如果类没有初始化过，则会出发其初始化。
使用反射调用时，如果类没有进行过初始化，也会触发初始化。
当初始化一个类时，该类的父类没有初始化，则先触发其父类的初始化。
当虚拟机启动时，用户需要先指定一个主类（含 main() 方法的类，例如 springboot 的启动类），虚拟机会先初始化该类。
加载：通过一个类的全限定名来获取此类的二进制字节流，然后将字节流代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构，然后在内存中生成一个代表这个类的 java.lang.Class 对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口。
验证：
1）、文件格式验证，验证字节流是否符合 Class 文件格式的规范，并且能被当前版本的虚拟机处理。
2）、元数据验证，对字节码进行语义分析，保证其描述的信息符合 Java 语言规范。
3）、字节码验证。
4）、符号引用过验证。
准备：将类变量分配内存，并设置类变量初始值的阶段，这些变量所使用的的内存在方法区进行分配。类变量（被 static 修饰的变量），并且赋值动作是在初始化阶段才会执行。但如果用 final 修饰的话，准备阶段就会赋值。
解析：将常量池内的符号引用，替换为直接引用（指向目标的指针或者是一个能间接定位到目标的句柄）。
类加载器：每个类都有一个类加载器，组合起来成为 JVM 里面的唯一性。不同的类加载器，加载的同一个 Class 文件，得到的两个类也必定不相等。
双亲委派模型：顶层为启动类加载器，然后下一级为扩展类加载器，再下一级为应用程序加载器，再下一级为自定义类加载器。除了顶层的启动类加载器，其余的类加载器都有自己的父类加载器。不是以父子关系存在，而是以组合关系来复用父加载器的代码。
当一个类加载器收到类加载请求（自己未加载过），将求情往上委派给父类加载器，一直往上，到顶层启动类加载器。 当父类加载器无法完成这个加载请求，子加载器才会去加载。
扩展知识
系统的各种API类，用的启动类加载器加载。如果自己写相同的API类，包路径一样，双亲委派加载机制，就会让顶层父类加载器加载，但是加载的类有唯一性，所以会报错。
如果没有双亲委派机制，子类加载器自己就加载了一个API类，并且父类也加载了系统API类，在引用的时候，就会不知道引用哪个API类而报错。
new 一个对象时，在堆里面放了对象的实例，把类的元数据放入了方法区。
方法区指向一个常量池，方法区指向一个对象，对象指向该常量池（常量池数据相等）。如果用==号比较方法区的两个不同的引用，地址不同，false。如果用 equal 比较，则相等。
编译的时候，会折叠字符串，例如 String s = '"1" + "2"; 编译的时候 String s = "3"; 所以只会创建一个对象。
对象逃逸：方法内创建的对象，作为返回参数返回出去后，被其他方法引用。或者对象作为参数，传入下级方法等操作。避免了该对象被标记为死亡的（方法结束，对该对象的引用就断开，就可以视该对象死亡，可用垃圾回收器回收）。所以叫对象逃逸。
