Java虚拟机相关八股一＞jvm分区，类加载(双亲委派模型)，GC

一.jvm的分区：

jvm是仿照操作真实的系统设计的，主要仿照操作分区，也跟着分了很多区域  大致分部： sl

1.核心分区划分：    

注意： 类信息元：类叫什么名字，权限修饰限定符是什么public还是什么，继承哪些类，实现哪些接口。。  Java8之前元数据区，也叫方法区

1.1.程序计数器：很小的区域的一个内存空间，用来记录当前指令执行到哪个地址

1.2.元数据区：保存当前类被加载好的的数据(. class文件数据加载进来内存中)，保存一些类对象 

1.3.栈：保存方法调用关系保存和局部变量(包括引用类型局部变量)  

1.4.堆：保存new的对象 eg: Test t = new Test (); t 是一个局部变量就在栈上  t 是一个成员变量就在堆上 t 是一个静态成员成员变量就在元数据区 

 注意：  元数据区和堆在整个Java进程中公用同一份 程序计数区和栈一个进程可能有好多份 (一个线程一份)  

二. jvm类加载： 

类加载本身是一个很复杂的问题，这里从Java官方文档和面试角度出发  

步骤： 1.）加载阶段：找到 .class文件 (根据类的全限定名 (包名+类名)eg：java.lang.String)，找到打开文件，读取到内存里    

2.）验证阶段：解析校验.class文件内容是否合法，并把内容转换成结构化的数据

.class文件也有其格式： 

3.）准备：给类对象申请内存空间 (还没有填充只是申请) 

4.）解析：给字符串常量分配空间 

字符串常量本来就包含在 .class 文件中，通过.class 文件解析出来的字符串常量放到内存区(元数据区，常量池) 

5.）初始化：针对 3.）中的类对象初始化，如果这个类还有父类，会针对这个父类进行类加载 

三. 双亲委派模型: 

双亲委派模型其实就是整体从模块来说，如何进行类加载，jvm中有专门的模块进行类加载 jvm提供了三个类加载器来加载类：  1.BootstrapClassLoader : 负责记载java标准库目录 2.ExtensionClassLoader：负责加载Java扩展库的目录  3.AplicationClassLoader：负责加载Java第三方库/当前项目  

双亲委派模型加载步骤：  进行加载类的时候，先通过权限限定类名找到.class文件，会以AplicationClassLoader作为入口开始，AplicationClassLoader会委托给他的父亲ExtensionClassLoader来加载，然后 ExtensionClassLoader也会委托给他的父亲BootstrapClassLoader 来加载，BootstrapClassLoader 没有父亲，所以会从他开始从上往下进行找根据自己的库来查找 找不到会向下抛让他的孩子找，最后也没找到就会抛出异常 

总结：就是从下往上委托甩锅，然后从上往下开始找 

四.垃圾回收机制(GC)：

1.为什么要有垃圾回收：  我们知道C语言中，申请内存空间->malloc 需要我们手动释放内存->free; 但是手动释放有时候会，忘记或者代码来不及释放(前面已经return), 导致内存泄漏; 所以Java中引入了垃圾回机制，来自动释放，jvm会自动帮我们完成。 

2.垃圾回收主要回收哪个内存区域?  GC主要回收jvm中的-> 堆内存区域  程序计数区，线程结束就会销毁，栈区方法栈帧结束就会销毁，元数据区的类对象一般不用销毁。 

3.垃圾回收的过程： 首先找到垃圾 (不在使用的对象)，其次释放垃圾(对应的内存释放掉)    找垃圾的方式有两种 ：引用计数，和可达性分析(JAVA采用的方式)

3.1.引用计数：  主要是python和PHP采用的回收机制，每个对象在new的时候，会搭配一个小的内存空间来计数指向这个对象的引用个数，如果引用个数为0，表示这个对象不在使用，就GC 

缺点：  首先内存消耗过多，其次会出现循环引用的问题   

循环引用就是：两个对象的引用相互指向，两个对象的引用被释放后，两个对象的引用计数却不为0，但是也没有引用来使用这两个对象了 

3.2.可达性分析(JAVA采用的方式)：  以代码中的一些特定对象作为遍历的起点，(栈上局部变量的引用，常量池引用指向的对象，静态成员变量的引用) ，尽可能的遍历判断某个对象是否访问到，每次访问到一个对象都会把这个对象标记成可达，未标记成可达的对象就是不可达  

这里遍历到一个节点就标记为可达，如果某一个断开了后面的引用就不可达，有点像树的遍历，深度优先遍历 

可达性优缺点： 优点：有点就是不会出现出现循环引用问题； 缺点：但是遍历需要的时间开销还是很大的 

4. 释放垃圾：  Java中的垃圾回收是通过：标记-清除，复制算法，标记-整理三种方法结合“分代回收”综合进行GC。

4.1.标记-清除：  把垃圾对象的内存直接进行释放 

缺点：会产生内存碎片化问题   内存碎片化问题，就是空闲空间东一点西一点，可能会导致下次申请空间失败

4.2.复制算法：  一次只使用其中的一半，把不是垃圾的对象拷贝到一侧，垃圾对象一侧回收掉  

缺点：虽然不会出现内存碎片，但是内存空间利用率很低；如果对象很大很多复制成本很高可能无法进行 

4.3.标记-整理： 让所有不是垃圾的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。类似顺序表的搬运 

缺点：虽然解决了内存碎片化还保证了空间利用概，但是类似顺序表的搬运还是有很大成本 

4.4.分代回收：  分代算法是通过区域划分，实现不同区域和不同的垃圾回收策略从而实现更好的垃圾回收  根据对象存活不同的年龄，进行不同的回收。也会结合以上三种回收算法来进行回收

新生代可以GC频率高一点，老年代GC频率低一点； 老年代一般会进行标记-整理算法， 新生代复制算法。 

一个对象经历的过程： 在新生代中，伊甸区如果没有被GC，会到幸村区，在幸村区也会经过多次GC，还存活着就到老年代，类似我们投递简历，前面大片被刷，经过多次笔试，面试存活下来拿到offer!