逐步细化 

静态链接：静态方法(符号引用)替换为内存指针或者句柄直接引用)

动态链接：程序期间将符号引用替换为直接引用

对象头：

指针压缩：

  -XX:+UseCompressedOops 开启指针压缩

    减少内存消耗；大指针在主内存 缓存间移动数据，占用带宽大 GC压力大

    jvm通过对对象指针存入堆内存时进行压缩编码32位，取到cpu寄存器 解码方式优化35位 

    堆内存大于32g，压缩指针失效，强制使用64位对java对象寻址

       小于4g 不需要启动指针压缩 直接去除高32位地址，使用低虚拟空间

Launcher

 单例 

内存分配

引用计数：对象引用计数器，一个引用+1

可达性分析：

无用的类：

   所有实例被回收

   加载该类的classLoader被回收

   该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用

逃逸分析：

   在方法被定义后可能被外部方法引用

     不会逃逸的对象可在栈上分配内存，方法结束时跟随栈内存一起被回收掉

     默认开启- XX:DoEscapeAnalysis  7默认开启

 标量替换：不会逃逸 且对象可进一步分解，jvm不会创建该对象，分解若干成员变量

   -XX:EliminateAllocations

标量与聚合量：标量不能分解的量，基本数据类型 reference类型

   聚合量：可分解的量，对象

finalize方法仅执行一次，可覆盖然后自救

eden分配：

大部分情况，对象在eden分配，无足够空间 虚拟机发起Minor gc

  minorGc/youngGc 新生代垃圾收集动作 非常频繁 回收速度快

  majorGc/fullGc 回收老年代 年轻代 方法区的垃圾

老年代

大对象直接进入老年代：eden发不下

    -XX:PretenureSizeThreshold 字节超过直接进入老年代 serial/parNew收集器有效

   避免大对象分配内存时的复制操作

长期存活对象：分代收集，为每个对象 年龄计数器 - XX:MaxTenuringThreshold

survivor区域 年龄+1 +2 +n 多个年龄对象总和超过survivor区域50%，n及其以上对象放到老年代

    年龄判断机制 都是在minorGc 后触发的

内存模型

栈帧内存空间：独立

参数：

-Xms    -Xmx   -Xmn 

-XX:MaxMetaspaceSize元空间max值，默认 -1 不限制

-Xss 栈大小默认1m，值越小栈帧越小，512k，jvm开启线程越多

-XX:MetaspaceSize 元空间初始大小 字节为单位 21M ，到达触发full gc，收集器对该值调整，释放了大量空间则调低，释放很少空间 不超max提高该值

垃圾收集

   分代收集理论

复制算法：

标记整理算法

   写屏障只

标记清理算法

  标记存活，回收未被标记的

  效率不高/碎片

垃圾收集分类

      youngGC：G1计算下现在eden区回收大概要多久，如果回收时间小于参数-XX:MaxGCPauseMills增加region 新对象存放，知道时间相近

      MixedGC：老年代堆占有率达到参数- XX:InitiatingHeapOccupancyPercent触发，young和部分old大对象，复制算法 如没有足够空间fullGC

     fullGC:停掉系统程序，单线程进行标记 清理和压缩整理，好空闲出来一批region来供下一次mixedGC 耗时

垃圾收集器

   serial：--XX:+UseSerialGC --XX:+UseSerialOldGC

   串行 单线程 一条线程收集工作 stw

   新生代复制算法， 老年代标记整理

   parallel scavenge：-XX:UseParallelGC 并行

   parNew-XX：ParNewGC 可和cms配合使用 stw 年轻代

如何选择：

• 内存小于100m，串行
• 单核 没有停顿时间要求 串行 jvm自己选择
• 容许停顿时间超1s，并行 jvm自己选择
• 响应时间最重要，不能超过1s，并发收集器
• 4G以下可用parallel，4-8GparNew+CMS ；8G以上G1 几百G用ZGC

cms

   和cpu敏感，和服务抢资源

  浮动垃圾无法处理

       并发标记局部变量gcroot被销毁，gcroot引用对象被扫描过 本轮不会回收

       并发标记/清理 产生新对象 直接全部黑色 本轮不清除 看你会变成浮动垃圾

  标记-清除，大量空间碎片 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection让jvm清理完整理

  执行过程中不确定，上次没做完这次被触发，并发标记/清理 concurrent mode failure -> stw serial old 垃圾收集器回收！！！

       - XX:CMSFullGCCsBeforeCompaction多少次FullGC后压缩一次，默认0 每次都压素一次

三色标记  ：堆

并发标记，标记期间应用线程还在跑，对象间引用可能发生变化

黑色：已被垃圾收集器访问过，且引用对象都已经扫描过，安全存活

灰色：已被垃圾收集器访问过，至少一个引用对象没有被扫描过

白色：未被垃圾收集器访问过，不可访问

漏标：读写屏障 

  漏标导致被应用对象当成垃圾误删除，严重bug 

   增量更新：黑色对象插入新白色对象引用，将新引用记录，并发扫描结束后将这些黑色对象为根 重新扫描一次 ，深度扫描

   原始快照 SATB：灰色对象删除指向白色对象的引用关系，引用记录下来，并发扫描结束，灰色对象为根 重新扫描一次 扫描到白色对象将其标记为黑色；浮动垃圾 效率要高些

记忆集remember set

 新声代gcroot可达性扫描过程中，碰到跨代引用的对象，提高效率，引入记录集

     从非收集区到收集区到指针集合

卡表：页内存card card_table[] 数组标识是否被年轻代引用

G1:

     小的 大小相等的内存块 region

     jvm最多可2048个region  -XX:G1HeapRegionSize指定大小

     默认年轻代占比5%， -XX:G1NewSizePercent设置新生代初始化占比，最多<0.6 XX:G1MaxNewSizePercent调整

    大对象处理：专门分配大对象的region：Humongous 超过region的一半 放入h，可跨region存放

    

 后台维护优先队列，容许收集时间 优先选择回收价值max的region

    -XX:MaxTenuringThreshold最大年龄阈值15

    -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent老年代占用空间达到整堆内存阈值 45%则mixedGc

    -XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent 85% region存活对象低于这个值会回收该region

    XX:G1MixedGCCountTarget一次回收过程中指定做几次筛选 8；

优化

    调节XX:MaxGCPauseMills,保证年轻代gc别太频繁，考虑每次gc存活对象有多少，避免存活对象过多 快速进入老年代

什么场景

   50%以上堆被存活对象占用

   对象分配和晋升 速度变化非常大

   垃圾回收时间特别长，超过1s

   8G以上堆内存

   停顿时间是500ms以内

为什么G1用SATB，CMS用增量更新

  satb效率高，不需要更新标记阶段再次深度扫描被删除引用对象，只是简单标记，下一轮再扫

 cms增量引用的根对象会做深度扫描，G1很多对象都位于不同region，深度扫代价高

ZGC

    低延迟垃圾收集器，C4

    基于region布局，读屏障 颜色指针等技术实现并发标记-整理

        

    并发标记：遍历对象可达性分析，指针上进行，更新颜色指针

   并发预备分配：特定查询条件统计得出本次收集过程要清理哪些region重分配集

   并发重分配：复制到空闲region，重新分配集中每个region维护转发表，记录从旧对象到新对象的转向关系，收集器据此是否处于重分配集中，读屏障将访问转发新复制的对象上 修正引用值

   并发重映射：修正堆中重分配集旧对象引用，合并到下一次垃圾收集循环中并发标记完成

 颜色指针：并发标记 对象指针上

   region存活对象被移除后region被释放重用；颜色指针可减少垃圾收集过程中内存屏障的使用数量，可扩展存储结构，来记录更多与对象标记，重定位过程相关数据

  

读屏障：从堆对象的引用中读取一个指针，加一个load Barriers

安全点：对正在执行的线程设定

   代码中特定位置，线程运行到这些位置状态是确定的，jvm可安全进行一些操作：GC 

      方法返回之前  /   调用某个方法之后    /     抛出异常的位置     /    循环的末尾

   当垃圾收集需要中断线程时，简单得设置一个标识位，各线程执行过程轮询这个标志，一旦中断标志=true 在自己最近安全点上中断挂起 轮询标志的地方和安全点上重合的

安全区域：

     一个线程处于sleep或中断状态，不响应jvm中断请求，运行在safe point上，所以引入safeRegion，一段代码片段中，引用关系不会发现变化，这个区域任意地方开始gc都是安全的

每秒几十万并发的系统如何优化jvm

    kafka需要大内存机器64G，没几秒就youngGC 不好，G1 - XX:MaxGCPauseMills=50ms

双亲委派：父加载器

类型

引导类加载器：jre的lib核心类

扩展类加载器：ext

应用程序加载器：appClassLoader ，classpath，target包

自定义加载器：

过程

appClassLoader   urlClassLoader   loadClass(全类名)

findLoadedClass已经加载的类c

    parent.loadClass(name,resolve:false);加锁 sync ；

    父的loadClass （extClassLoader循环调super）

findBootstrapClassOrNull引导类加载器 

   已经加载的类去

findClass(); 可打破双亲委派，跳过super

  urlClassLoader: path 类路径

  ucp.getResource加载类

  defineClass

打破

tomcat

web容器，不同应用程序可能会依赖同一三分库的不同版本；

commonLoader：基本类加载器，class可被tomcat本身及wabapp访问

 sharedLoader:各webapp共享类加载器， 加载路径中class对于所有webapp可见，对tomcat容器不可见

catalinaLoader：tomcat容器私有类加载器，加载路径中class对webapp不可见

webappClassLoader：各webapp私有类加载器，加载路径中的class文件对当前webapp见，每个war有自己的webappClassLoader，互相隔离，不同war包应用引入不同spring版本

原因

沙箱安全机制：自己写的类不会被加载，防止核心api库被随意篡改

避免类重复加载：父已经被加载类该类，没必要再加载一次

全盘委托：

    当一个classload装载一个类时，除非显示使用另一个classloader，该类所依赖及引用的类也由这个classloader载入

自定义类加载器

 继承java.lang.ClassLoader类

public class FindClassLoader {

    static class MyClassLoader extends ClassLoader{
        private String classPath;
        public MyClassLoader(String classPath){
            this.classPath =classPath;
        }
        private byte[] loadByte(String name) throws Exception{
            name = name.replaceAll("\\.","/");
            FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath+"/"+name+".class");
            int len = fis.available();
            byte[] data = new byte[len];
            fis.read(data);
            fis.close();
            return data;
        }

        protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException{
            try {
                byte[] data = loadByte(name);
                //字节数组转class对象，字节数组是class文件读取后最终的字节数组
                return defineClass(name,data,0,data.length);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
                throw new ClassNotFoundException();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //初始化自定义类加载器 先初始化父类classloader；会把自定义类加载器的父加载器=appClassLoader
        MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("读取哪个路径");
        Class clazz = classLoader.loadClass("类全路径");
        Object obj = clazz.newInstance();
        Method method=clazz.getDeclaredMethod("哪个方法",null);
        method.invoke(obj,null);
        System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());
    }

}

调优工具：我们终于到这一步 

jmap /  jstack  / jinfo 

单机：

jinfo 正在运行进程拓展参数 jvm参数

jstat 查看堆内存各部分的使用量  垃圾收集频率  耗时  

    jstat -gc 进程id   

jmap查看内存信息 实例个数 占用内存大小

top -P 进程 H 线程 / jps ；16进制    jstack 进程｜grep ：  底层 死锁 线程  

java visualvm 图形化界面

jstat

年轻代对象增长的速率：

   jstat -gc pid 1000 10 1执行一次命令，执行10次 eu 每秒eden增*对象 不高1s换1m 

youngGC触发频率 每次耗时：

    推断eden区大小    youngGC多久触发一次  

每次youngGC后有多少对象存活 进入老年代

   据之前结果调整时间间隔  观察eden survivor 老年代使用情况  gc后eden会减少多少  

   survivor 老年代有可能增长(每次youngGC存活对象) 老年代增长速率

fullGC触发频率 耗时

  FGCT/FGC

优化思路：

  让每次youngGC后存活对象小于survivor区域的50%，都存年轻代里，减少fullGC 

内存泄露：

  老旧数据未及时清理，一直占用宝贵内存资源 时间长了fullGC OOM

Arthas

 命令行交互，定位 诊断线上程序

GCeasy

Class常量池

常量池：字母 数字 构成的字符串或者数值常量。等号右边的值

符号引用：类和接口的全限定名   字段名称和描述符    方法的名称和描述符

字符串常量池：类似缓存区 创建字符串常量 先查询字符串常量池是否存在该字符串 

     先去常量池看 有没有 有返回 无创建对象返回引用

intern：java_lang_String_intern 本地方法