购物网站建设教程,软件ui设计培训学校,张家港百度网站制作,微信推广员当年的推广费目录JVM的内存结构JVM哪些部分会发生内存溢出方法区、永久代、元空间三者之间的关系JVM内存参数JVM垃圾回收算法1.标记清除法2.标记整理3.标记复制说说GC和分代回收算法三色标记与并发漏标的问题垃圾回收器项目中什么时候会内存溢出#xff0c;怎么解决类加载过程三个阶段何为…
目录JVM的内存结构JVM哪些部分会发生内存溢出方法区、永久代、元空间三者之间的关系JVM内存参数JVM垃圾回收算法1.标记清除法2.标记整理3.标记复制说说GC和分代回收算法三色标记与并发漏标的问题垃圾回收器项目中什么时候会内存溢出怎么解决类加载过程三个阶段何为双亲委派对象的引用类型分为哪几类谈谈finalize的理解JVM的内存结构
Java Source 和 Java Class 分别是java的源代码 和 编译之后的字节码文件 执行 javac 命令编译源代码为字节码执行 java 命令 创建 JVM调用类加载子系统加载 class将类的信息存入方法区创建 main 线程使用的内存区域是 JVM 虚拟机栈开始执行 main 方法代码如果遇到了未见过的类会继续触发类加载过程同样会存入方法区需要创建对象会使用堆内存来存储对象不再使用的对象会由垃圾回收器在内存不足时回收其内存调用方法时方法内的局部变量、方法参数所使用的是 JVM 虚拟机栈中的栈中内存调用方法时先要到方法区获得到该方法的字节码指令由解释器将字节码指令解释为机器码执行调用方法时会将要执行的指令行号读到程序计数器这样当发生了线程切换恢复时就可以从中断的位置继续对于非 java 实现的方法调用使用内存称为本地方法栈对于热点方法调用或者频繁的循环代码由 JIT 即时编译器将这些代码编译成机器码缓存提高执行性能
说明 加粗字体代表了 JVM 虚拟机组件 对于 Oracle 的 Hotspot 虚拟机实现不区分虚拟机栈和本地方法栈 线程私有
程序计数器虚拟机栈
线程共享
堆方法区 JVM哪些部分会发生内存溢出 不会出现内存溢出的区域 – 程序计数器 除了程序计数器不会出现内存溢出其他部分都有可能出现内存溢出
一. OutOfMemoryError 的情况
堆内存耗尽 –——对象越来越多又一直在使用不能被垃圾回收方法区内存耗尽 –—— 加载的类越来越多很多框架都会在运行期间动态产生新的类虚拟机栈累积 –—— 每个线程最多会占用 1 M 内存线程个数越来越多而又长时间运行不销毁时
二. 出现 StackOverflowError 的区域
JVM 虚拟机栈原因有方法递归调用未正确结束、反序列化 json 时循环引用 方法区、永久代、元空间三者之间的关系
方法区是 JVM 规范中定义的一块内存区域用来存储类元数据、方法字节码、即时编译器需要的信息等永久代是 Hotspot 虚拟机对 JVM 规范的实现1.8 之前元空间是 Hotspot 虚拟机对 JVM 规范的另一种实现1.8 以后使用本地内存作为这些信息的存储空间 下面是元空间的解析说明 从上图的类加载流程及元空间何时加载数据可以看出
当第一次用到某个类是由类加载器将 class 文件的类元信息读入并存储于元空间XY 的类元信息是存储于元空间中无法直接访问可以用 X.classY.class 间接访问类元信息它们俩属于 java 对象我们的代码中可以使用 下面是回收数据的流程 从这张图可以看到
堆内存中当一个类加载器对象这个类加载器对象加载的所有类对象这些类对象对应的所有实例对象都没人引用时GC 时就会对它们占用的对内存进行释放元空间中内存释放以类加载器为单位当堆中类加载器内存释放时对应的元空间中的类元信息也会释放 JVM内存参数
-Xms 最小堆内存包括新生代和老年代-Xmx 最大对内存包括新生代和老年代通常建议将 -Xms 与 -Xmx 设置为大小相等即不需要保留内存不需要从小到大增长这样性能较好-XX:NewSize 与 -XX:MaxNewSize 设置新生代的最小与最大值但一般不建议设置由 JVM 自己控制-Xmn 设置新生代大小相当于同时设置了 -XX:NewSize 与 -XX:MaxNewSize 并且取值相等保留是指一开始不会占用那么多内存随着使用内存越来越多会逐步使用这部分保留内存。下同 对于下面这题来练习一下上面提到的参数 答案最小内存值为10GSurvivor区总大小是2G——2048m JVM垃圾回收算法
1.标记清除法
找到 GC Root 对象即那些一定不会被回收的对象如正执行方法内局部变量引用的对象、静态变量引用的对象标记阶段沿着 GC Root 对象的引用链找直接或间接引用到的对象加上标记清除阶段释放未加标记的对象占用的内存 特点
标记速度与存活对象线性关系清除速度与内存大小线性关系缺点是会产生内存碎片 2.标记整理
和前面的标记阶段、清理阶段与标记清除法类似只是多了一步整理的动作将存活对象向一端移动可以避免内存碎片产生 特点 标记速度与存活对象线性关系 清除与整理速度与内存大小成线性关系 缺点是性能上较慢 适合垃圾少的不用多次移动适合老年代 3.标记复制 将整个内存分成两个大小相等的区域from 和 to其中 to 总是处于空闲from 存储新创建的对象标记阶段与前面的算法类似在找出存活对象后会将它们从 from 复制到 to 区域复制的过程中自然完成了碎片整理复制完成后交换 from 和 to 的位置即可
特点
标记与复制速度与存活对象成线性关系缺点是会占用成倍的空间毕竟是以空间换时间 但是它不适合老年代的垃圾回收老年代是存活对象比较多垃圾对象比较少这样每次垃圾回手都会进行很多次从form复制到to也影响了性能 From和To就是Survivor区中的一块 总结标记整理算法适合老年代的垃圾回收标记复制算法适合新生代的垃圾回收 说说GC和分代回收算法
GC 的目的在于实现无用对象内存自动释放减少内存碎片、加快分配速度
GC 要点
回收区域是堆内存不包括虚拟机栈判断无用对象使用可达性分析算法以一定不会回收的对象为根沿着根对象找找到了的对象加上标记三色标记法标记存活对象回收未标记对象GC 具体的实现称为垃圾回收器GC 大都采用了分代回收思想 理论依据是大部分对象朝生夕灭用完立刻就可以回收另有少部分对象会长时间存活每次很难回收根据这两类对象的特性将回收区域分为新生代和老年代新生代采用标记复制法、老年代一般采用标记整理法 根据 GC 的规模可以分成 Minor GCMixed GCFull GC 分代回收 下面是B站上黑马满一航老师的分代回收的分析流程超级详细看一遍就懂。 经过下面的分代回收的流程会对这些新生代伊甸园等名字有了新的理解也会感概起名的人实在是太优雅了 1.伊甸园 eden最初对象都分配到这里与幸存区 survivor分成 from 和 to合称新生代。 2.当伊甸园内存不足标记伊甸园与 from现阶段没有的存活对象 3.将存活对象采用复制算法复制到 to 中复制完毕后伊甸园和 from 内存都得到释放 4.将 from 和 to 交换位置 5.经过一段时间后伊甸园的内存又出现不足 6.标记伊甸园与 from现阶段没有的存活对象 7.将存活对象采用复制算法复制到 to 中 8.复制完毕后伊甸园和 from 内存都得到释放 9.将 from 和 to 交换位置 10.老年代 old当幸存区对象熬过几次回收最多15次晋升到老年代幸存区内存不足或大对象免得拷贝来拷贝去浪费更多时间会导致提前晋升 GC 规模 Minor GC 发生在新生代的垃圾回收暂停时间短 Mixed GC 新生代 老年代部分区域的垃圾回收G1 收集器特有 Full GC 新生代 老年代完整垃圾回收暂停时间长应尽力避免 三色标记与并发漏标的问题
前面对从根对象找到的对象添加标记这个添加标记的动作不是一次完成的而是需要一个过程的
用三种颜色记录对象的标记状态
黑色 – 已标记表示沿着根对象引用已经找到了该对象了而且该对象内部的其他引用也处理完毕了灰色 – 标记中表示沿着根对象引用已经找到了该对象了但该对象内部的其他引用还未被处理完成正在处理中白色 – 还未标记表示未被处理的 并发漏标问题
比较先进的垃圾回收器都支持并发标记即在标记过程中用户线程仍然能工作。但这样带来一个新的问题如果用户线程修改了对象引用那么就存在漏标问题。
场景如下图
1.如图所示标记工作尚未完成 2.用户线程同时在工作断开了第一层 3、4 两个对象之间的引用这时对于正在处理 3 号对象的垃圾回收线程来讲它会将 4 号对象当做是白色垃圾 3.但如果其他用户线程又建立了 2、4 两个对象的引用这时因为 2 号对象是黑色已处理对象了因此垃圾回收线程不会察觉到这个引用关系的变化从而产生了漏标 4.如果用户线程让黑色对象引用了一个新增对象一样会存在漏标问题 因此对于并发标记而言必须解决漏标问题也就是要记录标记过程中的变化。 有两种解决方法 Incremental Update 增量更新法CMS 垃圾回收器采用 思路是拦截每次赋值动作只要赋值发生被赋值的对象就会被记录下来也就是标为黑色的那个等所有标记操作做完了必须stop the worldSTW让线程停止对标记过程中记录的对象再做一遍处理在重新标记阶段再确认一遍 Snapshot At The BeginningSATB 原始快照法G1 垃圾回收器采用 思路也是拦截每次赋值动作不过记录的对象不同也需要在重新标记阶段对这些对象二次处理新加对象会被记录被删除引用关系的对象也就是白色的那个对象也被记录 垃圾回收器
垃圾回收器 - Parallel GC并行GC eden 内存不足发生 Minor GC采用标记复制算法需要暂停用户线程 old 内存不足发生 Full GC采用标记整理算法需要暂停用户线程 注重吞吐量 并行GC名字由来虽然在新生代和老年代都会调用STW但是暂停时间会使用多个线程并行完成垃圾回收。虽然有暂停但并行回收停止时间较短 垃圾回收器 - ConcurrentMarkSweep GC 它是工作在 old 老年代支持并发标记的一款回收器采用并发清除算法它是用增量更新法来解决并发标记时的多标漏标问题的 并发标记时不需暂停用户线程重新标记时仍需暂停用户线程 如果并发失败即回收速度赶不上创建新对象速度会触发 Failback Full GC 保底策略 注重响应时间 垃圾回收器 - G1 GC
响应时间与吞吐量兼顾划分成多个区域每个区域都可以充当 edensurvivorold humongous其中 humongous 专为大对象准备因为大对象的复制成本高分成三个阶段新生代回收伊甸园内存不足标记复制并STW、并发标记老年代并发标记重新标记需STW对漏标问题采用原始快照法、混合收集如果并发失败即回收速度赶不上创建新对象速度会触发 Full GC G1回收阶段 - 并发标记与混合收集流程下图仍然是黑马满一航老师的图解分析简明易懂 注S是幸存区Survivor)E是伊甸园区edenO是老年代Old
①当老年代占用内存超过阈值后触发并发标记这时无需暂停用户线程
②并发标记之后会有重新标记阶段解决漏标问题此时需要暂停用户线程。这些都完成后就知道了老年代有哪些存活对象随后进入混合收集阶段。此时不会对所有老年代区域进行回收而是根据暂停时间目标优先回收价值高存活对象少的区域这也是 Gabage First 名称的由来也就是下图标红的O。
③ 混合收集阶段中参与复制的有 eden、survivor、old下图显示了伊甸园和幸存区的存活对象复制
④下图显示了老年代和幸存区晋升的存活对象的复制 ⑤复制完成内存得到释放。进入下一轮的新生代回收、并发标记、混合收集 项目中什么时候会内存溢出怎么解决
① 误用线程池导致的内存溢出 误用固定大小的线程池 误用带缓冲线程池 所以总结一下不要用executors工具类中默认的线程池很容易把握不住防止策略自己去使用它的构造方法根据情况设置有大小限制 ② 查询数据量太大导致的内存溢出 在项目上线后比如一千万条的商品信息如果编码中存在findAll()方法会消耗大量内存如果是多个用户都访问调用了findAll()用不了多久服务器内存就被耗尽 除了编码中不使用findAll()方法还要注意使用findAll()后面跟条件查询时有时候条件可能会失效所以后面一定要跟一个limit限制查询条目数 ③ 动态生成类导致的内存溢出 类加载过程三个阶段
①. 加载 将类的字节码载入方法区并创建类.class 对象 如果此类的父类没有加载先加载父类 加载是懒惰执行 ②. 链接
验证 – 验证类是否符合 Class 规范合法性、安全性检查准备 – 为 static 变量分配空间设置默认值解析 – 将常量池的符号引用内部类类名解析为直接引用类的地址并非初始化完成后所有就停止了解析步骤不是一步到位的而是一点点完成的 ③. 初始化
静态代码块、static 修饰的变量赋值、static final 修饰的引用类型变量赋值会被合并成一个 cinit 方法在初始化时被调用static final 修饰的基本类型变量赋值在链接阶段就已完成初始化是懒惰执行
访问static final 修饰的基本类型变量不会导致类的加载和初始化若是访问static final 修饰的引用类型变量既会导致类的加载也会导致类的初始化 何为双亲委派
jdk 8 的类加载器
名称加载哪的类说明Bootstrap ClassLoaderJAVA_HOME/jre/lib无法直接访问Extension ClassLoaderJAVA_HOME/jre/lib/ext上级为 Bootstrap显示为 nullApplication ClassLoaderclasspath上级为 Extension自定义类加载器自定义上级为 Application
Bootstrap ClassLoader 启动加载器 Extension ClassLoader 扩展加载器Application ClassLoader 应用程序加载器
双亲委派机制 所谓的双亲委派就是指优先委派上级类加载器进行加载如果上级类加载器
能找到这个类如String.class)由上级加载加载后该类也对下级加载器可见共享了找不到这个类(如自己写的Student.class)则下放下级类加载器执行加载下级加载器加载后该类对上级加载器不可见
双亲委派的目的有两点 让上级类加载器中的类对下级共享反之不行即能让你的类能依赖到 jdk 提供的核心类 让类的加载有优先次序保证核心类优先加载 自己编写类加载器就能加载一个假冒的 java.lang.System 吗? 答案是不行。 假设你自己的类加载器用双亲委派那么优先由启动类加载器加载真正的 java.lang.System自然不会加载假冒的 假设你自己的类加载器不用双亲委派那么你的类加载器加载假冒的 java.lang.System 时它需要先加载父类 java.lang.Object而你没有用委派找不到 java.lang.Object 所以加载会失败 以上也仅仅是假设。事实上操作你就会发现自定义类加载器加载以 java. 打头的类时会抛安全异常在 jdk9 以上版本这些特殊包名都与模块进行了绑定更连编译都过不了 对象的引用类型分为哪几类
强引用 普通变量赋值即为强引用如 A a new A(); 通过 GC Root 的引用链如果强引用不到该对象该对象才能被回收 软引用SoftReference 例如SoftReference a new SoftReference(new A()); 如果仅有软引用该对象时首次垃圾回收不会回收该对象如果内存仍不足再次回收时才会释放对象 软引用自身需要配合引用队列来释放 典型例子是反射数据 弱引用WeakReference 例如WeakReference a new WeakReference(new A()); 如果仅有弱引用引用该对象时只要发生垃圾回收就会释放该对象 弱引用自身需要配合引用队列来释放 典型例子是 ThreadLocalMap 中的 Entry 对象 虚引用PhantomReference 例如 PhantomReference a new PhantomReference(new A(), referenceQueue); 必须配合引用队列一起使用当虚引用所引用的对象被回收时由 Reference Handler 线程将虚引用对象入队这样就可以知道哪些对象被回收从而对它们关联的资源做进一步处理 典型例子是 Cleaner 释放 DirectByteBuffer 关联的直接内存 解释含义当ab对象被释放后把它们的虚引用放入引用队列中先记住哪些对象被回收了当它们的java中占用内存释放完通过引用队列找到引用ab再将其关联的外部资源也释放掉
简单点说你在一家公司工作公司为了开源节流把你裁了对象被回收这是后勤管理人员就会把被开的人记录在一个名单上放入引用队列当你被开除后把你使用的工位电脑给还原恢复释放外部资源 弱虚引用配合引用对列目的是找到哪些java对象被回收比如ThreadLocalMap 中的 Entry 对象的key是弱引用会被回收掉从而进行对它们关联的资源key关联的value强引用进行进一步清理从java9开始引入了Cleaner对象 谈谈finalize的理解
finalize
它是 Object 中的一个方法如果子类重写它垃圾回收时此方法会被调用可以在其中进行资源释放和清理工作将资源释放和清理放在 finalize 方法中非常不好非常影响性能严重时甚至会引起 OOM从 Java9 开始就被标注为 Deprecated不建议被使用了 finalize 缺点 两个非常不好的点 ①无法保证资源释放FinalizerThread 是守护线程代码很有可能没来得及执行完线程就结束了 ②无法判断是否发生错误执行 finalize 方法时会吞掉任意异常Throwable finalize 原理 对 finalize 方法进行处理的核心逻辑位于 java.lang.ref.Finalizer 类中它包含了名为 unfinalized 的静态变量双向链表结构Finalizer 也可被视为另一种引用对象地位与软、弱、虚相当只是不对外无法直接使用 当重写了 finalize 方法的对象在构造方法调用之时JVM 都会将其包装成一个 Finalizer 对象并加入 unfinalized 链表中 Finalizer 类中还有另一个重要的静态变量即 ReferenceQueue 引用队列刚开始它是空的。当狗对象可以被当作垃圾回收时就会把这些狗对象对应的 Finalizer 对象加入此引用队列 但此时 Dog 对象还没法被立刻回收因为 unfinalized - Finalizer 这一引用链还在引用它嘛为的是【先别着急回收啊等我调完 finalize 方法再回收】 FinalizerThread 线程会从 ReferenceQueue 中逐一取出每个 Finalizer 对象把它们从链表断开并真正调用 finallize 方法 由于整个 Finalizer 对象已经从 unfinalized 链表中断开这样没谁能引用到它和狗对象所以下次 gc 时就被回收了 影响性能上 内存释放不及时重写了 finalize 方法的对象在第一次被 gc 时并不能及时释放它占用的内存因为要等着 FinalizerThread 调用完 finalize把它从 unfinalized 队列移除后第二次 gc 时才能真正释放内存 回收时速度慢gc本就时因为内存不足引起才执行finalize调用又很慢两个队列的移除操作都是加锁串行执行的用来释放连接类的资源也不快不能及时释放内存对象释放不及时就会逐步晋升到老年代老年代垃圾积累过多又会引发full gc full gc后释放速度如果仍然跟不上创建新对象速度就会OOM内存溢出 质疑对比 有的文章提到【Finalizer 线程会和我们的主线程进行竞争不过由于它的优先级较低获取到的CPU时间较少因此它永远也赶不上主线程的步伐】这个显然是错误的FinalizerThread 的优先级较普通线程更高最大优先级 - 2原因应该是 finalize 串行执行慢等原因综合导致
