java 內存模型
為什麼現在開發中強調JVM
1、當前的互聯網開發環境有直接的關係：已經不再單獨的面對傳統的一台主機運行一些程序，而後在進行簡單的維護，現在講究的是：高並發、分佈式、高可用，對於程序的調優裏面就需要去考慮JVM參數設計、JUC的使用。
【面試必問內容】Java架構師(基礎能力)：框架設計+通訊+多線程(JUC)+JVM+數據結構+良好的結構設計(需要大量的代碼基礎)
2、需要清楚內存模型、虛擬機分類、運行模式
3、不適當的JVM運行狀態，有可能會浪費你的電腦性能、良好的JVM調優，可以增加你電腦處理的負載；
4、GC處理流程以及常見的算法(JDK1.8、JDK1.9-JDK1.11)
Java程序執行流程
雙親加載機制：系統類由系統類加載負責，而自定義類由其他的類加載器負責。
Java運行時數據區(內存問題)
1、方法區：最重要的內存區域，多線程內存共享，保存了類的信息(名稱、成員、接口、父類)，反射機制是重要組成部分，動態進行類操作的實現。
2、堆內存(Heap)：保存對象的真實信息，該內存牽扯到釋放問題(GC)；
3、棧內存(Stack)：線程的私有空間，在每一次進行方法調用的時候都會存在有棧幀，採用先進後出的設計原則；
3.1、本地變量表：局部參數或形參，允許保存有32位的插槽(Solt)，如果超過了32位的長度，需要開闢兩個連續性的插槽(long、double)–volatile關鍵字問題
3.2、操作數棧：執行所有的方法計算操作
3.3、常量池引用：String類、Integer類實例
3.4、返回地址：方法執行完畢後的恢復執行點
4、程序計數器：執行指令的一個順序編碼，該區域的所佔比率幾乎可以忽略；
5、本地方法棧：與棧內存功能類似，區別在於是為本地方法服務的
JVM分類
Java是直接通過指針進行的程序訪問，所以它沒有採用句柄的形式操作，這樣使得程序的性能更高。
傳統意義上來講，JVM一共分為三種(虛擬機是一個公共標準)
【SUN】從JDK1.2開始使用了HotSpot虛擬機標準(2006年開源，利用C++實現、一些JNI部分使用的是系統提供C程序實現的、JIT即時編譯器)；
【BEA】使用了JRockit虛擬機標準，例如WebLogic；
【IBM】開發了JVM』s(J9)虛擬機；
Oracle後來通過收購得到了：SUN與BEA，那麼Oracle有了兩個虛擬機標準(不可能浪費兩個研發團隊去干相同的事情)；
HotSpot
java version "13.0.1" 2019-10-15
Java(TM) SE Runtime Environment (build 13.0.1+9)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 13.0.1+9, mixed mode, sharing)
虛擬機提供三種處理模式：
1、混合模式：java -version
2、【禁用JIT】純解釋模式：java -Xint -version
3、純編譯模式：java -Xcomp -version
運行模式：
1、【client】客戶端運行：啟動速度快，但中間程序的執行慢，佔用內存小；
2、【server】服務器端運行：啟動速度慢，佔用內存多，執行效率高；
3、修改路徑：
控制台：cd /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-13.0.1.jdk/Contents/Home/lib
Java內存模型(取消伸縮區)(重要)
1、合理的內存模型可以使GC的性能更加強大，不必太大的浪費服務器的性能，從而減少阻塞所帶來的程序的性能影響。
例：你現在收拾屋子，基本上會有兩類收拾方法：
方式一：簡單的進行物品的碼放以及打掃衛生，時間短；
方式二：房屋裝修與改造，時間長。
2、Java中數據保存的內存位置：堆內存(調優、原理)；
最需要強調的就是JDK1.8之後所帶來的內存結構改變以及GC的策略提升；
1.8以後
JVM1.8以前
當內存不足的時候就需要進行伸縮區的控制，當內存充足的時候就需要考慮將伸縮區所佔用的內存釋放掉(收起)，一定會造成額外的計算性能的影響，導致程序的整體性能下降。既然已經確定了當前可能是高並發的訪問，並且我的程序獨立的在一台服務器上，那麼這台服務器的資源就應該全部給我去使用。
public static void main(String[] args) { System.out.println("MAX_MEMORY;"+byteToM(Runtime.getRuntime().maxMemory())); System.out.println("TOTAL_MEMORY;"+byteToM(Runtime.getRuntime().totalMemory())); } public static double round(double num,int scale) { return Math.round(Math.pow(10, scale)*num)/Math.pow(10, scale); } public static double byteToM(long num) { return round(num/1024/1024, 2); }
——初始打印結果
MAX_MEMORY;4096.0
TOTAL_MEMORY;258.0
我現在的電腦內存為16G，所以會發現默認的內容：
MaxMemory：整體電腦內存的1/4
ToTalMemory：整體電腦的1/64
伸縮區的空間：MaxMemory – TotalMemory = 空間好大
程序執行的時候設置有響應的執行參數(-Xmx10G -Xms10G)(取消伸縮區)：
-Xmx：分配的最大初始化內存
-Xms：最大的分配內存
java -Xmx大小單位 -Xms大小單位 類文件
——取消伸縮區打印結果
MAX_MEMORY;10240.0
TOTAL_MEMORY;10240.0
GC處理流程(重要)
1、對象的實例化需要依據關鍵字new完成，所有新對象都會在伊甸園區開闢，若果伊甸園區內存不足會發生MinorGC。
Member mem=new Member();很小，直接保存在伊甸園；
2、伊甸園區不是無限大的，所有肯定有些對象執行了N次MinorGC後還會存在，那麼這些對象將進入到存活區(存活區有兩個，一個負責保存存活對象，一個負責晉陞，永遠都有一個是空的內存)；
3、如果經歷過若干次的MinorGC回收處理之後發現空間依然不夠使用的，那麼則進行老年代的GC回收，執行了一個MajorGC(Full GC，性能很差)，如果可以回收空間，則繼續進行MinorGC；
4、如果MajorGC失敗，則繼續內存已經佔用完滿，則拋出OOM異常。
5、如果新創建的對象的空間佔用過大將直接保存到老年代中。
String str="hello"; for (int x=0;x<Integer.MAX_VALUE;x++){ str+=str.intern(); }
添加一些參數：-XX:+PrintGCDetails
JDK 1.8的時候默認會根據系統的不同而選擇不同個GC回收策略
JDK 1.9~默認的採用GC操作就是G1
內存回收算法
1、年輕代回收算法
1.1、「複製」清理算法，將保留的對象複製到存活區之中，存活區的內容會保存到老年代之中；
1.2、伊甸園區總是會有大量的新對象產生，所以HotSpot虛擬機使用了BTP(單一CPU的時代所有對象依次保存)、TLAB(拆分不同的塊，依據CPU的核心個數拆分)技術形式進行處理
2、老年代回收算法
2.1、「標記-清除」算法：先進行對象的第一次標記，在這段時間之內會暫停程序的執行(如果標記的時間長或者對象的內容過多)，這個暫停的時間就會長
2.1.1、就會產生串行標記、並行標記使用問題
2.2、「標記-壓縮」算法：將零散的內存空間進行整理重新集合再分配
G1算法
1、支持大內存(4-64G)、支持多CPU，減少停頓時間，可以保證並髮狀態下的程序的執行。
使用方法
JDK1.8：-XX:+UseG1GC
JDK 11之後默認就是G1回收器，對於其他的回收算法實際上就可以忽略掉了
Tomcat調優
使用內存的調優
路徑：/tomcat/bin
編輯：catalina.sh
追加配置參數：JAVA_OPTS=”-Xms4096m -Xmx4096m -Xss1024k -XX:+UseG1GC”
