java virtual machine 安装 java virtual machine下载

Java不是最强大的语言，但是JVM是最强大的虚拟机

虚拟机

Virtual Machine：

1. 含义：就是一台虚拟的计算机，它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令；
2. 分类：系统虚拟机和程序虚拟机

1. 系统虚拟机：完全是对无力计算机的仿真；
2. 程序虚拟机：专门执行单个计算机程序而设计；

Java虚拟机

Java Virtual Machine

1. 跨语言(scale，grovery),跨平台；
2. 作用：就是二进制字节码的运行环境
3. 特点：

1. 一次编译，到处运行；
2. 自动内存管理；
3. 自动垃圾回收功能；

4. JVM是运行在操作系统上，没有与硬件直接交互；
5. JDK -> JRE -> JVM
6. Hotspot Vm
7. 虚拟机是目前市面上高性能虚拟机的代表作之一；

Java代码执行流程

1. Java程序–编译–>字节码文件
2. Java源码–生成–>Java编译器
3. todo：流程图

jvm 架构模型

Java编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构，另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构;

1. 基于栈式架构的特点：

1. 设计和实现更简单，适用于资源受限的系统；
2. 避开寄存器的分配难题：使用零地址指令方式分配；
3. 指令流中的指令大部分都是零地址指令，其执行过程依赖于操作栈，指令集更小，编译器更容易实现；
4. 不需要硬件支持，可移植性更好，更容易实现跨平台；

2. 基于寄存器的指令集架构：

1. 完全依靠硬件，可以移植性查；
2. 性能优秀和执行效率更高；

内存结构

1. 运行时数据区：
2. 执行引擎
3. 垃圾回收

类加载

1. 类加载子系统：

1. 负责从文件系统或者网络中加载Class文件，class文件在文件开头要求有特定的标识；
2. 加载的类信息存放于方法区；除了类的信息外，方法区还存放运行时常量信息，可能还包括字符串字面量和数字常量(这部分常量信息是Class文件中常量池部分的内存映射)
3. 类装载器ClassLoader

2. 类加载过程

1. 加载Loading

1. 通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流
2. 
   

2. 链接(Linking)

1. 验证(Verify)
   有效标识：CA FE BA BE
   目的：为了保证文件的字节流符合当前虚拟机要求；
   验证方式：文件格式验证()，元数据验证，字节码验证，符号引用验证；
2. 准备(Prepare)
   1. 为初始化变量赋默认值
   2. 不包含final 修饰的static，因为final在编译的时候就分配了，准备阶段会显示初始化；
   3. 这里不会为实例变量初始化；类变量会分配在方法区中，而实例变量会随着对象一起分配到Java堆中
   c. 解析(resolve)
3. 初始化(init)
   执行类构造器方法()的过程；
   此方法是javac编译器自动生成的；
   ()不同于类构造器；
   一个内部类至少存在一个类的构造器；
   虚拟机必须保证一个类的()方法在多线程下能被同步加载；

3. 类加载器的分类

1. JVM支持两个类型的加载器：
   引导类加载器(Bootstrap ClassLoader)：C和C++编写
   自定义加载器(UserDefine ClassLoader):
2. 虚拟机自带的加载器：
   启动类加载器(BootStrap ClassLoader):C 和C++编写
   扩展类加载器Extention ClassLoader:Java语言编写，派生于CLassLoader类；
3. 应用程序类加载器(系统类加载器，APPClassLoader)：该类加载是程序中默认的类加载器

4. 用户自定义加载器：

1. 为什么使用？

1. 隔离加载类
2. 修改类加载的方式；
3. 修改加载源；
4. 防止源码泄露；

2. 如何自定义加载类：

1. 继承抽象类java.lang.ClassLoader
2. jdk1.2之后，建议把自定义的逻辑卸载findClass()中；
   除启动类加载器之外，其他启动类都继承自抽象类ClassLoader;

5. 加载，加载之后进行验证，验证是否为.class文件，验证之后进行准备，准备之后进行数据解析，解析之后初始化，初始化之后开始使用，使用完成之后卸载；加载：类加载器加载.class文件；加载过程最终的产物是在堆的class对象；

双亲委派机制

工作原理：
    1. 如果一个类加载器收到了一个类加载请求，他并不会自己先去加载，二十把这个请求委托给父类的加载器去执行；
    2. 如果父类加载器还存在其谷类加载器，则进一步向上委托，依次地柜，请求最终将到达顶部的启动类加载器
    3. 如果父类可以完成类加载器任务，就成功返回，如果父类加载器无法完成此任务，子类加载器才会尝试加载；
为什么使用：

区域划分：

1. 线程共享区：

1. 堆：存放对象实例和数组 --> jvm优化技术，逃逸分析(-XX:+DoEscapeAnalysis)
2. 方法区：

2. 线程私有：

1. 程序计数器，
2. 虚拟机栈，
3. 本地方法栈

引用

引用：

1. 强引用：
   类似于Object object = new Object(); 强引用都不回被回收；
2. 软引用：
   Softrefence类实现软引用；在系统要发生内存泄漏之前，将会把这些对象进回收范围之中进行二次回收；
3. 弱引用：
   weakReference类实现；对象只能生存到下一次垃圾回收之前；无论内存是否够用都要回收；
4. 虚引用：
   PhantomRefrence实现；无法通过一个虚引用获取一个实例；必须搭配ReferenceQueue使用，被标为虚引用的对象，在发生GC时会被放进队列，然后回收

引用类型	被回收时间	用途	生存时间
强引用	从来不会	对象的一般状态	JVM停止运行
软引用	内存不足时	对象缓存	内存不足时
弱引用	jvm垃圾回收	对象缓存	gc运行后
虚引用	未知	未知	未知

记忆：
强 —— 有地位，不商量
弱 —— 无地位，直接收
软 —— 留情面，量满收
虚 —— 存队列，直接收

值传递和引用传递

1.值传递：你有一把钥匙，当你的朋友想要去你家的时候，如果你直接把你的钥匙给他了，这就是引用传递。这种情况下，如果他对这把钥匙做了什么事情，比如他在钥匙上刻下了自己名字，那么这把钥匙还给你的时候，你自己的钥匙上也会多出他刻的名字。
2.引用传递：你有一把钥匙，当你的朋友想要去你家的时候，你复刻了一把新钥匙给他，自己的还在自己手里，这就是值传递。这种情况下，他对这把钥匙做什么都不会影响你手里的这把钥匙。 但是，不管上面哪种情况，你的朋友拿着你给他的钥匙，进到你的家里，把你家的电视砸了。那你说你会不会受到影响？

GC

1. 如何判定对象是否为垃圾？

1. 引用计数法(jvm一般不使用)

1. 逻辑：

1. 在对象中引用一个程序计数器
2. 对象被引用，计数器+1
3. 引用失效，计数-1
4. 统计结果为0的对象作为结果

2. 缺点：难以解决对象之间互相循环引用的问题；
3. 应用：

1. 微软COM计数
2. Python

4. 针对缺陷：

1. 问题：如果A引用B，B引用A，那么这两个对象是否都会被回收；
2. 关键不是在于A,B之间是否有引用，而是A,B是否可以一直向上追溯到GC Roots。如果与GC Roots没有关联，则会被回收，否则将继续存活。

2. 可达性分析性算法(java使用)

1. 逻辑：

1. 通过GC Roots作为起点
2. 通过起点向下遍历，走过的路径作为引用链；
3. 仅判定引用链包含的对象作为可达对象；

2. 哪些可以作为GC Roots

1. 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象
2. 方法区中类静态属性引用的对象(一般指被static修饰的对象，加载类的时候就加载到内存中)
3. 方法区中常量引用的对象
4. 本地方法栈中JNI(即一般说的native方法)中引用的对象；

2. 哪些区域需要回收？

1. 无需GC

1. 范围：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈
2. 特点：随线程生，随线程死
3. 原因：编译器即可知道内存占用大小，所以内存的回收和分配都具有确定性

2. 需要GC

1. 范围：虚拟机堆、静态区->常量池
2. 原因：运行期动态创建，内存的分配和回收都有不确定性；

3. 常用GC算法

1. 标记-清除算法(mark-sweep)
   直接对垃圾对象进行标记，然后清除；
   缺陷：会产生很多的内存碎片；
2. 标记-复制算法(mark-copy)
   将内存分为两半，总是保留一部分空着，将另一半存活的对象复制到另一半，然后左侧全部清除；
   缺陷：解决了内存碎片问题，但是内存浪费严重；
3. 标记-压缩算法(mark-compoact)
   将垃圾对象清理后，将剩下的存活对象进行整理挪动，保证空间连续；
   缺陷：降低GC效率
4. 分代收集法(generation-collect)

4. 垃圾回收器

1. Serial收集器
2. ParNew收集器
3. Parallel收集器
4. CMS收集器(主流)
5. G1收集器(主流)

5. jvm 优化
1. 堆设置 
    
1. -Xms 堆内存的初始大小，默认为物理内存的1/64
2. -Xmx 堆内存的最大大小，默认为物理内存的1/4
3. Xmn 堆内新生代的大小。通过这个值也可以得到老生代的大小：-Xmx减去-Xmn
4. -Xss 设置每个线程可使用的内存大小，即栈的大小。
5. -XX:NewRatio:设置新生代和老年代的比值。如：为3，表示年轻代与老年代比值为1：3
6. -XX:SurvivorRatio:新生代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如：为3，表示Eden：Survivor=3：2，一个Survivor区占整个新生代的1/5
7. -XX:MaxTenuringThreshold:设置转入老年代的存活次数。如果是0，则直接跳过新生代进入老年代
8. -XX:PermSize、-XX:MaxPermSize:分别设置永久代最小大小与最大大小（Java8以前）
9. -XX:MetaspaceSize、-XX:MaxMetaspaceSize:分别设置元空间最小大小与最大大小（Java8以后）
2. 收集器设置 
    
1. -XX:+UseSerialGC:设置串行收集器
2. -XX:+UseParallelGC:设置并行收集器
3. -XX:+UseParalledlOldGC:设置并行老年代收集器
4. -XX:+UseConcMarkSweepGC:设置并发收集器
3. 垃圾回收统计信息 
    
1. -XX:+PrintGC
2. -XX:+PrintGCDetails
3. -XX:+PrintGCTimeStamps
4. -Xloggc:filename
4. 并行收集器设置 
    
1. -XX:ParallelGCThreads=n:设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
2. -XX:MaxGCPauseMillis=n:设置并行收集最大暂停时间
3. -XX:GCTimeRatio=n:设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n)
5. 并发收集器设置 
    
1. -XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单CPU情况。
2. -XX:ParallelGCThreads=n:设置并发收集器新生代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。并行收集线程数。
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