JVM（下）

四、本地方法接口

? ? ? ? 一、概念

? ? ? ? 二、使用原因

五、执行引擎

? ? ? ? 一、概述

? ? ? ? 二、解释器、JIT编译器

? ? ? ? 三、Java是半编译半解释型语言

六、垃圾回收

? ? ? ? 一、概述

? ? ? ? 二、相关算法

? ? ? ? 三、相关概念

? ? ? ? 四、垃圾回收器

四、本地方法接口

? ? ? ? 一、概念

? ? ? ? 被关键字 native修饰的方法，不是Java语言实现的，而是由操作系统实现的方法。

? ? ? ? 二、使用原因

? ? ? ? 因为上层高级语言没有对底层硬件直接操作的权限，而是需要调用操作系统提供的接口进行访问。

五、执行引擎

? ? ? ? 一、概述

? ? ? ? 负责将装到虚拟机中的字节码再编译成机器码，是JVM 的核心组成部分。

? ? ? ? 二、解释器、JIT编译器

????????解释执行：对字节码采用逐行解释的方式执行，例如脚本语言，python，css，js，html。

其特点是效率低但是省去了编译时间。

? ? ? ? 编译执行：把某段代码进行整体编译，执行编译后结果。其特点是效率高但需要编译时间。

? ? ? ? 三、Java是半编译半解释型语言

? ? ? ? 将字节码转换成机器码。

? ? ? ? 程序刚开始运行时，采用逐行解释执行。

? ? ? ? 程序运行过程中，将热点代码编译并执行起来。

? ? ? ? 这样结合起来使用，提高运行效率。

六、垃圾回收

? ? ? ? 一、概述

? ? ? ? 1、垃圾

????????一个没有被任何引用所指向的对象。这个对象就是垃圾对象。

????????垃圾对象需要被回收清理，否则一致占用内存空间，其他新对象无法使用垃圾对象占用空间，严重的话会造成内存溢出。

? ? ? ? 2、早期垃圾回收。

? ? ? ? 早期C++/C语言时代，垃圾回收都是程序员手动在程序不再使用的对象进行删除释放，给程序员造成了繁重工作量，万一忘记回收，会造成内存泄漏。

? ? ? ? 3、垃圾回收区域。

? ? ? ? 堆占比较多其中新生代占比多，老年代占比少。

? ? ? ? 方法区占比较少。

? ? ? ? 二、相关算法

? ? ? ? 标记阶段：

? ? ? ? 标记出哪些对象是垃圾对象。

? ? ? ? 引用计数算法：

????????在对象中有一个技术属性，只要有引用指向对象计数器+1，计数器值为0，则此对象是垃圾对象，算法实现简单。

? ? ? ? 缺点：计数器占用空间，加一减一需要时间开销，无法解决循环引用。

? ? ? ? 可达性分析算法（根搜索算法）：

? ? ? ? 从一些活跃对象（GCRoot）开始搜索，与根对象相关联的对象都是被使用的，与根对象或根对象相关的引用链不相关的对象就是垃圾对象。

? ? ? ? GCRoot可以是：

? ? ? ? 1.虚拟栈中（正在运行方法）被引用对象；

? ? ? ? 2.类中静态属性；

? ? ? ? 3.被用来当作同步锁；

? ? ? ? 4.Java系统中的类。

? ?对象的 finalization 机制：

????????finalize() 方法是在对象被回收前，在此方法中执行一些需要的逻辑。

是Object中的方法，protected void finalize() throws Throwable { }。

? ? ? ? 当对象被判定为垃圾对象，在回收之前会调用?finalize()，且只能调用一次。

????????永远不要主动调用 finalize()方法，交给垃圾回收机制调用。

????????1.在 finalize()时可能会导致对象复活。

????????2.finalize()方法的执行时间是没有保障的，它完全由 GC 线程决定，极端情况下， 若不发生 GC，则 finalize()方法将没有执行机会。

????????3.一个糟糕的 finalize()会严重影响 GC 的性能。比如 finalize 是个死循环。

由于 finalize()方法的存在，虚拟机中的对象一般处于三种可能的状态

? ? ? ? 可触及：不是垃圾对象。

? ? ? ? 可复活：被标记为垃圾对象，但?finalize()没有被调用。

? ? ? ? 不可触及：被标记为垃圾对象，finalize()已经被调用。

? ? 回收阶段：

? ? ? ? 标记--复制算法：

? ? ? ? 可以有多块内存，每次有一块是空闲的。

? ? ? ? 将存活的对象移动到未使用的空间中，清除其他块中所有的垃圾对象。

? ? ? ? ?好处：内存碎片少。

? ? ? ? 适合：存活量小的垃圾对象多的区间（新生代回收）。

? ? ? ? 标记--清除算法：

????????存活对象位置不变，将垃圾对象地址记录在一个空闲表上，后面如果创建新对象，就会将空闲列表中垃圾对象覆盖掉。

? ? ? ? 特点：不移动对象，回收后会产生内存碎片。

? ? ? ? 适合：老年代回收。

? ? ? ? 标记--压缩算法：

????????将存活对象重新排列到内存一端，将其他区域空间清理。

? ? ? ? 进行标记-->清除-->压缩

? ? ? ? 特点：移动对象

? ? ? ? 适合：老年代回收，回收进来压缩，不会产生内存碎片，效率低。

? ? ? ? 分代收集：

? ? ? ? ?根据不同区域特点进行各自回收。

? ? ? ? 年轻代：对象生命周期短，存活对象少，回收频率高，采用复制算法。

? ? ? ? 老年代：对象生命周期长，存活对象多，回收频率低，采用清除和压缩混合算法。

? ? ? ? 三、相关概念

? ? ? ? 1、内存溢出。

? ? ? ? 经垃圾回收后，内存依然不够用，导致程序崩溃。

? ? ? ? 2、内存泄漏。

? ? ? ? 一个对象在程序中不会被使用，但垃圾收集器又不能回收，会一直占用着内存空间，久而久之也是造成内存器溢出的原因之一。

? ? ? ? 3、Stop the World。

????????指的是 GC 事件发生过程中，会产生应用程序的停顿。

????????可达性分析算法中枚举根节点（GC Roots）会导致所有 Java 执行线程停顿，为什么需要停顿所有 Java 执行线程呢？

? ? ? ? 当垃圾回收时（标记回收），会导致其他用户暂停，必须保证分析时其他程序不再运行，保证分析的准确性。

? ? ? ? 四、垃圾回收器

? ? ? ? 垃圾回收算法是理论，垃圾回收器是真正进行回收的实践者，不同厂商不同版本各自实现方式都不同。

? ? ? ? 垃圾回收器分类：

? ? ? ? 以线程分：

? ? ? ? 单线程：适用于一些小设备，只有一个线程进行垃圾回收。

? ? ? ? 多线程：有多个线程推进垃圾回收。

? ? ? ? 以工作模式分：

? ? ? ? 独占式：立即回收线程执行时，其他用户线程暂停执行。

? ? ? ? 并发式：垃圾回收线程可以和用户线程同时执行。

? ? ? ? 以工作区间分：

? ? ? ? 年轻代垃圾回收器

? ? ? ? 老年代垃圾回收器

????????CMS(Concurrent Mark Sweep并发标记清除）

? ? ? ? 是首个实现垃圾收集线程和用户线程同时执行的收集器。

? ? ? ? 注意：不是所有都是并发执行，也有独占执行。

????????垃圾回收过程：

????????初始标记：独占 会暂停用户线程。

????????并发标记：并发 与用户线程同时执行。

????????重新标记：独占 会暂停用户线程。

????????并发清除：并发 与用户线程同时执行。

????????G1(Garbage First)回收器

? ? ? ? 适合大型服务器端，内存大，CPU更先进。

????????将每个区域(伊甸园,幸存者,老年代)又划分成若干个小的区域，哪个区域垃圾数量多,优先回收哪个区域,可以做到整堆管理收集，也可以做到并发执行。

附：JVM详细操作流程图：