柚子快報邀請碼778899分享：JVM概述

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JVM概述

1、一些性能上的問題

我好好運(yùn)行的線上系統(tǒng)突然間卡死了，系統(tǒng)無法訪問，當(dāng)然這個原因非常多；想解決線上的JVM GC問題卻無從下手；新的項(xiàng)目上線了，對于各種JVM參數(shù)的設(shè)置一臉茫然，全部直接默認(rèn)；

什么是Java虛擬機(jī)（JVM）?

? JVM(Java Virtual Machine)，是一種能夠執(zhí)行Java字節(jié)碼的虛擬機(jī)。

? JVM是Java平臺的基石，Java應(yīng)用服務(wù)器實(shí)質(zhì)是JVM的一種擴(kuò)展，而Java應(yīng)用程序則運(yùn)行在JVM之上。Java虛擬機(jī)屏蔽了與具體操作系統(tǒng)平臺相關(guān)的信息，使得Java程序只需生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼），就可以在多種平臺上不加修改地運(yùn)行。JVM在執(zhí)行字節(jié)碼時，實(shí)際上最終還是把字節(jié)碼解釋成具體平臺上的機(jī)器指令執(zhí)行。

? JVM是Java跨平臺的核心機(jī)制，它主要由類加載器、運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)、執(zhí)行引擎、本地方法接口等幾個部分組成。JVM的主要職責(zé)包括加載代碼、校驗(yàn)代碼、執(zhí)行代碼、輸出執(zhí)行結(jié)果等。當(dāng)Java編譯器完成了源代碼文件（.java）的編譯工作之后，就生成了能被Java虛擬機(jī)識別的字節(jié)碼文件（.class）。JVM在執(zhí)行這些字節(jié)碼文件時，需要進(jìn)行加載、鏈接、初始化，然后調(diào)用相應(yīng)的方法。

2、Java語言及Java生態(tài)圖

2.1、OracleJDK與OpenJDK什么關(guān)系？

? OracleJDK可以視為OpenJDK的一個衍生版本。這是因?yàn)镺racle公司在2006年收購了Sun Microsystems，從而獲得了Java的知識產(chǎn)權(quán)和相關(guān)技術(shù)。隨后，Oracle基于OpenJDK進(jìn)行開發(fā)，并在其基礎(chǔ)上發(fā)布了OracleJDK。

? OpenJDK是Java語言的一個開源實(shí)現(xiàn)，項(xiàng)目肇始于2006年SUN公司在Java One大會上對Java的開源決定和承諾，并于2009年4月正式對公眾發(fā)布。它遵循GPL協(xié)議，是Java社區(qū)的核心項(xiàng)目，由全球各地的開發(fā)者共同參與開發(fā)和維護(hù)。

? 而OracleJDK在OpenJDK的基礎(chǔ)上添加了一些商業(yè)功能和工具，例如Java Mission Control、Java Flight Recorder和商業(yè)支持等。此外，OracleJDK還包含了一些與Oracle相關(guān)的特性，比如Oracle Advanced Compression和Oracle Real Application Testing。這使得OracleJDK在功能和工具方面相較于OpenJDK更為豐富。

? 總的來說呢，OracleJDK和OpenJDK都是Java開發(fā)工具包的重要組成部分，它們之間的關(guān)系是OracleJDK在OpenJDK的基礎(chǔ)上進(jìn)行了商業(yè)化的擴(kuò)展和優(yōu)化。這種關(guān)系使得開發(fā)者可以根據(jù)項(xiàng)目需求選擇適合的JDK版本。

2.2、JDK和JVM是什么關(guān)系？

如何理解Java是一個跨平臺的語言？

? “一次編譯到處運(yùn)行”，當(dāng)java源代碼成功編譯成字節(jié)碼之后，如果想在不同的平臺上運(yùn)行的話就不需要再次編譯了，但是，就現(xiàn)在來講這個并不能說是一個特點(diǎn)了，Python、PHP、Perl、Ruby等有強(qiáng)大的編譯器?？缙脚_已經(jīng)成為了入門語言的必選特性了。

如何理解JVM是跨語言平臺？

? Java虛擬機(jī)根本不關(guān)心運(yùn)行在其內(nèi)部的程序到底是使用什么編程語言編寫的，它只關(guān)心“字節(jié)碼文件”

? 雖然Java不是最強(qiáng)大的語言，但是JVM是最強(qiáng)大的虛擬機(jī)

Java不存在內(nèi)存溢出？內(nèi)存泄漏？

? 想多了，當(dāng)然不是的。

內(nèi)存溢出，主要發(fā)生在當(dāng)Java程序試圖使用比系統(tǒng)給它更多的內(nèi)存時就會內(nèi)存溢出。系統(tǒng)就給它了那些，它還想超出一部分。這可能是因?yàn)槌绦蛑械哪骋粋€部分不斷地申請新的內(nèi)存空間，而沒有適當(dāng)?shù)尼尫挪辉傩枰膬?nèi)存，當(dāng)JVM的堆內(nèi)存達(dá)到了最大的限制時，就會拋出OutOfMemoryError的錯誤，這就是內(nèi)存溢出；

Java中最常見的就是堆內(nèi)存溢出，Java程序的對象都存儲在堆內(nèi)存中，當(dāng)堆內(nèi)存中的對象數(shù)超過了JVM所分配的最大堆內(nèi)存容量時，就會發(fā)生堆內(nèi)存溢出。除了堆內(nèi)存溢出有外，還有棧內(nèi)存溢出，通常時由于方法調(diào)用的遞歸層次太深而導(dǎo)致棧內(nèi)存耗盡。 內(nèi)存泄漏，是另一種情況，當(dāng)應(yīng)用程序持有不再需要的對象仍然被持有，無法被垃圾回收器釋放，導(dǎo)致內(nèi)存占用持續(xù)增加，最終耗盡可用內(nèi)存。

在Java中，最常見的內(nèi)存泄漏是由于對象的引用未被釋放而導(dǎo)致。比如，當(dāng)一個對象持有了對另一個對象的引用，而這個引用在程序中不再需要時卻未被釋放，這就會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。內(nèi)存泄漏可能是由于程序邏輯錯誤、不良的對象引用管理或者使用第三方庫時未正確的釋放資源所導(dǎo)致的。

那么怎么解決內(nèi)存的溢出和泄漏呢？

對于內(nèi)存的溢出，可以通過增加堆內(nèi)存大?。ㄟ@個就得去調(diào)JVM的參數(shù)了，你再使用默認(rèn)的就不能滿足系統(tǒng)需求了）或者優(yōu)化程序設(shè)計(jì)來減少內(nèi)存的使用。對于內(nèi)存的泄漏，需要通過代碼審查和分析來找出沒有被釋放引用的地方，并保證在不再需要對象時及時釋放對其的引用。使用Java內(nèi)置的垃圾回收器也能幫助檢測和處理內(nèi)存泄漏問題。

各種JVM

Sun Classic VM -->解釋型 Exact VM --> Solaris SUN公司的 HotSpot VM BEA 的 JRockit --> 不包含解釋器，服務(wù)器端，JMC IBM 的 J9 KVM和CDC/CLDC Hotspot Azul VM Liquid VM Apache Harmony Microsoft JVM TaobaoJVM Graal VM --> 2018年,“Run Programs Faster Anywhere” Dalvik VM 其他JVM： Java Card VM、Squawk VM、JavaInJava、Maxine VM、Jikes RVM、IKVM.NET、Jam VM、Cacao VM、Sable VM、Kaffe、Jelatine JVM、Nano VM、MRP、Moxie JVM

2.3、JVM的生命周期

? Java虛擬機(jī)的啟動是通過引導(dǎo)類加載器(bootstrap class loader)創(chuàng)建一個初始類(initial class)來完成的，這個類是由虛擬機(jī)的具體實(shí)現(xiàn)指定的。

虛擬機(jī)的退出有以下幾種情況：

某線程調(diào)用Runtime類或者System類的exit方法，或Runtime類的halt方法，并且Java安全管理器也允許這次exit或halt的操作；程序正常的執(zhí)行結(jié)束；程序在執(zhí)行過程中遇到了異?；蝈e誤而異常終止；由于操作系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤而導(dǎo)致Java虛擬機(jī)進(jìn)程終止；

2.4、重點(diǎn)說一下HotSpot

SUN的JDK版本從1.3.1開始運(yùn)用HotSpot虛擬機(jī)， 2006年底開源，主要使用C++實(shí)現(xiàn)，JNI接口部分用C實(shí)現(xiàn)。HotSpot是較新的Java虛擬機(jī)，使用JIT(Just in Time)編譯器，可以大大提高Java運(yùn)行的性能。Java原先是把源代碼編譯為字節(jié)碼在虛擬機(jī)執(zhí)行，這樣執(zhí)行速度較慢。而HotSpot將常用的部分代碼編譯為本地(原生，native)代碼，這樣顯著提高了性能。HotSpot JVM 參數(shù)可以分為規(guī)則參數(shù)(standard options)和非規(guī)則參數(shù)(non-standard options)。 規(guī)則參數(shù)相對穩(wěn)定，在JDK未來的版本里不會有太大的改動。 非規(guī)則參數(shù)則有因升級JDK而改動的可能。

2.5、JVM架構(gòu)圖

這個架構(gòu)可以分成三層看：

最上層：javac編譯器將編譯好的字節(jié)碼class文件，通過java類裝載器執(zhí)行機(jī)制，把對象或class文件存放在jvm劃分內(nèi)存區(qū)域。中間層：稱為Runtime Data Area，主要是在Java代碼運(yùn)行時用于存放數(shù)據(jù)的，從左往右為方法區(qū)(永久代、元數(shù)據(jù)區(qū))、堆（共享，GC回收對象區(qū)域）、棧、寄存器、本地方法棧(私有)。最下層，解釋器、JIT（just in time）編譯器和GC（Garbage Collection，垃圾回收器）;

JVM的幾塊知識

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