【JVM】JVM基础知识串联

一个方法对应一块栈帧内存区域。且这个区域是在虚拟机栈（线程栈）上分配的

这个线程栈就是用的数据结构中的栈（FILO：先进后出）。
为什么用栈的数据结构存放栈帧？因为先进后出的顺序和我们嵌套调用程序的执行顺序是一致的！

通过javap命令，对.class代码反汇编，将其存入一个txt文档，便于阅读

打开文件可以看到：

然后查JVM指令手册可以知道具体含义：

先在局部变量表中存入变量名，然后操作数栈中的2出栈，并赋值给局部变量表中的b。
然后到了上面的第4行：iload_1 ，查手册意思是：从局部变量1中装载int类型值：（操作数栈中又有了值）

然后是iadd：意思是执行int类型的加法，它会从操作数栈中弹出两个元素，做加法，并把计算的结果重新 压入 操作数栈

然后是bi push 10 ：在操作数栈中 入栈 10
然后是imul:执行Int类型的乘法：操作数栈先后出栈10, 3，执行乘法运算=30，重新入操作数栈
然后来到第10行 istore_3,当前线程的 程序计数器的值 为 10（行号）

问：是谁改变的程序计数器的值？是它自己变化的吗？怎么被修改的？
答：程序计数器 只是一块内存空间，它不会自己改变值！
加载的Math.class文件需要字节码执行引擎去 执行， 所以它会知道当前执行到了哪里。所以是字节码执行引擎 改变的程序计数器的值。

为什么JVM中要设计程序计数器？
答：用于线程切换！当更高优先级的时间片执行完毕后，再回到原线程时，需要通过程序计数器记录的位置，继续执行

然后是10：istore_3，在局部变量表中先分配一块局部变量3（c对应的内存空间），然后11：iload_3:把30出栈赋值给c
然后12：ireturn 返回c

以上为内存分配的流转模型，分析方法都是一样的，javap命令和命令手册。
要学并发就得这么研究。

所以操作数栈就是 在程序运行过程中，开辟的一块 临时的 中转的 内存空间。

什么是动态链接？
把符号引用转换为直接引用的，底层涉及大量C++实现
例如：

当在主线程中执行到compute()方法时，这个括号 属于一种符号引用，
compute()方法加载到方法区的内存地址放到动态链接中
通过动态链接可以找到compute()方法对应的一些代码。

方法出口
方法返回的出口一些信息，存在这个区域

每个栈帧都有这些区域（局部变量表，操作数栈、动态链接）

回看前面的程序，在main()中的math（局部变量内存空间）指向（存放了）一个堆的内存地址（math的内存地址）

以下就是栈和堆的联系

线程栈中，局部变量是引用堆的地址

方法区：
在JDK1.8以前，叫永久代（持久代），在之后就叫元空间，开始使用操作系统的物理内存，不是堆内部的内存。
其中存放常量+静态变量+类信息
这些就是class加载到方法区之后的形成的一些信息

看最上面的代码：public static User user = new User();
静态变量user存放在方法区，其会引用堆区的user
所以方法区也可以画很多的箭头 引用堆区对象

最后讲一下本地方法栈：（现在用得不多了）
首先需要知道什么是本地方法
例如在调用一个线程时：




这个start0就是本地方法，他用native修饰，本地方法栈就是存放本地方法的区域。

因此，蓝紫色的是每个线程都具备的，因此是线程私有的。而堆和方法区，是所有线程共享的。

下面说堆区：
堆内部 无非就是由年轻代，老年代组成。
年轻代有Eden区和Survivor区组成

当Eden区中的内存快满了，就会由字节码执行引擎，去执行minor GC做垃圾回收

垃圾如何收集？——可达性分析算法

上面说到，局部变量，静态变量，都是GC Roots，可达性分析算法会吧全部的GC Roots找出来，然后由此出发，找到引用的对象，一直往下，直到找到所有对象，最后一个成员变量不再引用任何其他对象为止。
凡是在这个引用链上的所有对象，GC过程中都会将其标记为“非垃圾”

标记为非垃圾的，会将其复制到 空着的 Survivor区

那么当GC结束了，剩下的还在伊甸园区的无引用对象会被回收。
经历过一次GC后存活下来的对象（复制到Survivor区域的对象）其年龄会+1

当下一次，伊甸园区又满了， 那么触发GC，minor GC会对整个年轻代进行回收，过程相同。在剩下的区域中未引用对象会被清理。

每经历一次GC。存活下来的对象的年龄都会+1，并在Survivor中两个小区对调位置（复制）
当年龄达到了15，那么这个对象会直接进入老年代

下面通过一个程序不断创建对象，来可视化GC过程：

在heapTests.add(new HeapTest())中创建的对象，始终不能回收，
因为heapTests引用了HeapTest(), 而heapTests又被外部的局部变量(GC Roots)引用。这些对象被判定为都不是垃圾对象


从上图可看到，当Eden区满了，会触发GC，并且Survivor0和Survivor1来回复制，随着GC次数增加，老年代区域内存增加。
那么当老年代内存满了怎么办？
字节码执行引擎会再开一条Full GC线程对整个堆区域做垃圾回收（包括年轻代和老年代）

当最后Full GC以后，还是没有内存空间，那么就会报OOM了。

JVM调优真正的目的？
主要减少FULL GC的次数，以及执行的时间。
减少STW：Stop the World，尽量减少STW的时间和次数
在垃圾收集线程执行时，会停掉用户线程。GC会影响性能。

蚂蚁金服问：为什么JVM要设计一个STW的机制？GC能否不设计STW，这样网站就不会卡顿了呀？
答：假设不STW，那么可能在GC过程中，如果线程提前结束了（方法结束），那么这部分内存都会出栈，整个线程栈对应的内存都会销毁掉。那么这个math这些局部变量引用的对象还在堆区，不会随线程结束而结束（堆区对象要GC过程才能回收），堆区对象可能会由非垃圾变为垃圾。也就是说如果没有STW，线程边执行，边执行GC回收，当堆区的对象的状态发生变化（非垃圾-变为垃圾），那么回收的程序不好设计，每次都要再去检查GC ROOTS。
所以不如STW快速做完垃圾回收工作。

垃圾收集器
每一种垃圾收集器都有STW机制，（过程、时机可能不一样）


分配JVM的参数：

线程运行时，每秒产生60MB的对象，会存放到Eden区

对象动态年龄判断机制：

如果eden区中一批对象的总大小大于这块 Survivor区域 (S0)内存大小的50%，那么这个大对象会直接进入老年代。所以，每隔4-5分钟这个老年代区域就会被放满，触发FULL GC（问题所在）

阿里面试题：能否对JVM调优，让其几乎不发生FULL GC？（允许可能一两次）
调优：

把年轻代Xmn调大一点，为2G，(老年代没必要太大为2G，调为1G)，Eden区调为1.6G，那么S0,S1都为200M。

此时，产生的对象先到Eden区，约25s占满Eden区，之后触发Minor GC,存活下来的对象到S0/S1区时内存没有达到Survivor区域的50%.经过25S线程肯定早就结束了，那么在S0、S1中的对象相应也能够回收。就能够做到，垃圾对象能够一定在年轻代被回收，不会拖到老年代占用空间，所以性能有提升。
调优：
尽可能地让那些朝生夕死的垃圾对象，通过合理的JAVA虚拟机的各个内存区域之间的关系、比例，让垃圾对象在年轻代被干掉。

G1垃圾收集分类

G1垃圾收集器参数设::

标签：串联,对象,局部变量,基础知识,线程,垃圾,JVM,GC,内存
来源： https://blog.csdn.net/weixin_45595683/article/details/118604261