线程与进程（了解）→JVM→字节码→GC
一、程序 = 算法 + 数据结构（大佬）
二、程序 = 框架 + 业务逻辑（现实）
1.线程与进程、同步与异步
1.1进程是什么？
进程就是操作系统控制的基本运行单元，说白了就是Java运行程序。
1.2什么是线程？
进程中独立运行的子任务就是一个线程
1.3什么是多线程（异步）？
多线程是多个子任务进行交替执行。例如：有A、B两个任务，A先执行，再执行B，如果是单线程执行，则需要等A先执行完之后才能够执行B；而多线程的话是A与B来回交换执行。这样可以让系统的运行效率大大的提高。
多线程是异步的。
1.4同步与异步
同步：有两个程序：程序A与程序B，程序A调用程序B时，A等待B执行完成之后再执行。
异步：有两个程序：程序A与程序B，程序A调用程序B时，A不会等待B的执行，而是会自动的执行下去。
1.5线程共享与独享
线程共享：可优化，可回收
线程独享：不可优化，不可回收
2.JVM及内存调优
2.1JVM
JVM是Java Virtual Machine,是java虚拟机的缩写。JVM的本质上就是一段程序；JVM有5大模块：类装载子系统、运行时数据区、执行引擎、本地方法接口、垃圾回收机制。JVM实现了一次编译多次运行的特点，关键原因在于在编译成java字节码后，不管在什么平台上只要存在JVM虚拟机，就能够执行这个字节码，不用多次编译，这也是java跨平台的原因。
先来一张大致图：
2.2字节码
java字节码（.class），它是由java源文件（.java）通过java编译器编译而来的二进制流文件。是一种8位字节的文件。
2.3JVM的生命周期
在执行Java程序时，有几个程序执行就会有几个JVM（以下成为Java虚拟机）。Java虚拟机的只要还有程序执行就会一直存在，它的执行只能从main方法为起点进行执行，main方法称为初始线程。
Java中的线程分为两种：一、守护线程（一般是Java虚拟机自己使用的线程，当然也可以自己定义守护线程） 二、普通线程
在Java虚拟机中如果还存在普通线程，则Java虚拟机会一直执行。
2.4Java内存管理（参考上面的图）
类装载器（ClassLoader）：负责加载.class文件。
虚拟机中有四种加载器，
JVM自带加载器：1.启动类加载器(bootstrap)（在jvm启动的时候就加载，使用的new就是在启动的时候自动加载）；2.扩展类加载器(Extension)；3.应用程序类加载器(AppClassLoader)；
用户自己定义的加载器：1.继承java.lang.ClassLoader;
通过代码来进行查看，JVM自带的类加载器
public class demo01 {
public static void main(String[] args) {
demo01 demo01 = new demo01();
//通过反射获取类加载器的父类的父类
System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader().getParent().getParent());
//通过反射获取类加载器的父类
System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader().getParent());
//通过反射获取类加载器
System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader());
}
}
运行结果为：
程序可得在进行类加载的时候，执行了应用程序类加载器、扩展程序类加载器，而启动加载器并未使用；这时候我们看jdk自带的Object类又是怎样的：
1 public class demo01 { 2 public static void main(String[] args) { 3 Object obj = new Object(); 4 demo01 demo01 = new demo01(); 5 System.out.println(obj.getClass().getClassLoader()); 6 //通过反射获取类加载器的父类的父类 7 System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader().getParent().getParent()); 8 //通过反射获取类加载器的父类 9 System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader().getParent()); 10 //通过反射获取类加载器 11 System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader()); 12 } 13 }
运行结果
出现这种情况的原因，个人认为这是在JVM启动的时候就自动的执行了启动类加载器，并且加载了JDK中定义的类；
本地方法区与本地方法接口
native：调用底层第三方函数库（说明白一点就是调用C语言或者操作系统的函数库）
带有native关键字的方法全部进入本地方法栈，而不带native关键字的方法进入java栈；
程序计数器
每一个线程都有一个程序计数器，程序计数器记录了执行顺序。占用空间十分小，几乎可以忽略不计。
方法区/永久带（线程共享）
所有方法定义的信息都保存在方法区中，有：静态变量 + 常量 + 类信息（构造方法/接口信息） + 常量池
类的元数据（元数据并不是类的Class对象！Class对象是加载的最终产品，类的方法代码，变量名，方法名，访问权限，返回值等等都是在方法区的）
栈
栈与队列
栈：后进先出，所以也装入方法，其中main方法一定实在栈底；
队列：先进先出
栈中存放数据：本地变量/局部变量（输入参数、输出参数、方法变量）、对象引用（使用指针进行对象的访问）
堆
逻辑上：在JDK1.7之前，分为 新生区 -- 养老区 -- 永久区；在JDK1.8及以后，永久区被去除
一般来说，大多对象都是在新生区被回收；有部分对象在新生区中未被回收（轻回收,发生在伊甸园），则进入养老区（例如数据库连接池，重GC回收机制）；如果养老区执行回收机制还是腾不出空间，则会出现OOM错误异常（俗称堆溢出）。
物理上： 新生区 --- 养老区
永久区（一般存放jar包）
jDK 1.6 有永久带，常量池在方法区
JDK 1.7有永久带，永久代存在于虚拟机中，常量池在堆
JDK 1.8 无永久带，常量池在元空间，元空间并不在虚拟机中，而是存在于本地内存；
堆调优
通过代码，查看虚拟机内存相关情况
1 public class Demo01 { 2 public static void main(String[] args) { 3 //虚拟机试图使用的最大内存 4 long max01 = Runtime.getRuntime().maxMemory(); 5 //虚拟机内存的总量 6 long max02 = Runtime.getRuntime().totalMemory(); 7 System.out.println("" + max01/1024/1024 + "M"); 8 System.out.println("" + max02/1024/1024 + "M"); 9 } 10 }
运行结果如下
1801M
123M
Process finished with exit code 0简单介绍
-Xms 设置初始分配大小，默认为物理内存的 1/64;
-Xmx 设置最大分配内存，默认为物理内存的 1/4;
-XX:+PrintGCDetails 打印GC回收信息
上面的我物理内存大小为 8G，计算结果也大致相似。
JVM参数调优设置（IDEA）：
我这里将最大内存与初始内存设置为100M
运行结果为：
96M 96M Heap PSYoungGen total 29696K, used 2584K [0x00000000fdf00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) eden space 25600K, 10% used [0x00000000fdf00000,0x00000000fe1861c0,0x00000000ff800000) from space 4096K, 0% used [0x00000000ffc00000,0x00000000ffc00000,0x0000000100000000) to space 4096K, 0% used [0x00000000ff800000,0x00000000ff800000,0x00000000ffc00000) ParOldGen total 68608K, used 0K [0x00000000f9c00000, 0x00000000fdf00000, 0x00000000fdf00000) object space 68608K, 0% used [0x00000000f9c00000,0x00000000f9c00000,0x00000000fdf00000) Metaspace used 3144K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K class space used 343K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K Process finished with exit code 0
设置成功！
测试堆溢出
这里我将大小设置为1M，代码如下
1 public class Demo02 { 2 public static void main(String[] args) { 3 //虚拟机试图使用的最大内存 4 long max01 = Runtime.getRuntime().maxMemory(); 5 //虚拟机内存的总量 6 long max02 = Runtime.getRuntime().totalMemory(); 7 System.out.println("" + max01/1024/1024 + "M"); 8 System.out.println("" + max02/1024/1024 + "M"); 9 String a = "abc"; 10 while (true){ 11 a = a + new Random().nextInt(123456); 12 } 13 } 14 }
成功堆溢出，出现OOM错误
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 512K->477K(1024K)] [ParOldGen: 511K->477K(512K)] 1023K->955K(1536K), [Metaspace: 3738K->3738K(1056768K)], 0.0141204 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.02 secs] Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at java.util.Arrays.copyOfRange(Arrays.java:3664) at java.lang.String.<init>(String.java:207) at java.lang.StringBuilder.toString(StringBuilder.java:407) at org.study.heapstudy.Demo02.main(Demo02.java:15)
关于内存调优尚有不懂，以后补充。这里先留一个，内存分析工具：JProFiler
3.Java垃圾回收简单概述
1.1为什么会存在垃圾回收机制？
如果不进行垃圾回收，则会造成资源的占用，持续下去内存的话，内存迟早要被消耗一空；所以引入垃圾回收机制，在恰当的时机进行垃圾的回收，释放掉一些内存。相对与C来说，Java的垃圾回收机制是自动的，并不需要手动的去回收垃圾。
1.2如何理解垃圾回收机制？
前面说到堆有几个时期， 新生区 --- 养老区 --- 永久区（理论存在，物理上并不在JVM中，而是元空间中也就是物理内存中）。当养老区满了却又无法释放的时候，则会造成堆溢出。同理新生区如果没有垃圾回收的话，也会造成堆溢出；
1.3 哪些对象不会被回收？
栈、本地方法栈、方法区。
1.4 GC清除算法？
1.4.1 标记清理算法 缺点：会产生内存碎片
1.4.2 标记整理算法 优点：减少内存碎片 缺点：对象迁移，代价大
1.4.3 复制算法 缺点：需要两倍的内存
新生代（伊甸园（存活的进入一区，没用的就直接被回收）、一区、二区） 养老带（存放年龄 >= 6,或者存放大对象）；注意一区、二区交替工作 比例为 1：1：8