JVM部分
##运行时数据区：
线程私有部分：三个
1.程序计数器：可看作当前线程所执行的字节码的行号指示器。
字节码解释器通过便便这个计数器的值来完成分支，循环、跳转、异常处理、线程恢复操作。
2.Java虚拟机栈（大部分所说的栈）：
生命周期：同线程
每个方法产生栈帧：存放存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口。
存储局部变量表：各种基本数据类型，对象引用，returnAddress地址。
3.本地方法栈：
与虚拟机栈区别：虚拟机栈为Java方法（字节码）服务。本地方法栈为虚拟机用到的Native方法服务。
线程共享部分：三个
1.Java堆
特点：内存最大，可不连续，可选定大小，可扩展。线程共享。
唯一目的：存放对象实例及数组。（非绝对：有栈上分配和标量替换技术）
区域细分：新生代、老年代。或是Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。
2.方法区
特点：线程共享。内存可不连续，可选定大小，可扩展。
不完全等同“永久代”。
目的：存放已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即使编译器编译后的代码。
2.1 运行时常量池（方法区一部分）
Class文件的具体组成结构：类的版本、字段、方法、接口，常量池。常量池存放编译期生成的各种字面量和符号引用。在类加载后进入运行时常量池。
对比其他Class文件组成，它的重要特点：动态性。在运行时，也能添加到常量池。实例：String类的intern()方法
对象的创建(普通对象,不包括数组和Class对象）
###1.接收new指令，
检查指令参数在常量池是否有类的符号引用。（存不存在这个类），并检查类是否被加载、解析和初始化。没有则请看类的初始化。
2.为新生对象分配内存。
内存分配方式（由Java堆是否规整绝对（收集器，GC算法），请看压缩整理部分）：1.指针碰撞假设此时堆中内存规整（无碎片），分界指针向空闲部分移动对象大小距离。2.空闲列表JVM维护一个列表，记录空间位置。
线程安全问题解决方式：
1.同步处理————CAS机制
2.本地线程分配缓冲：先分块区域给不同线程，在各自空间创建，用完再考虑同步锁定。
设置对象必要信息
设置对象头内容：类信息，类元数据信息，对象哈希码，对象的GC分代年龄等
是否启用偏向锁。
接下来才是<init>方法，为对象设置各种属性
对象的内存布局，内容？
对象头：包括对象自身的运行时数据(哈希码、GC年龄、锁状态、偏向线程ID、偏向时间戳） 、 类型指针（指向哪个类）
实例数据：父类继承的、子类定义的。
填充对齐：占位符作用，使对象大小必须是8字节的整数倍。
对象的访问与定位是怎样的？
使用句柄：堆中有个句柄池，栈的reference指向句柄地址，
特点：稳定，移动时只改句柄
直接指针：堆对象内部有个对象类型数据指针。
特点: 快，一次引用
异常：OutOfMemoryError 精简版本
1.堆溢出
区分：内存泄漏和内存溢出
内存泄漏memory leak：程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间（游离）
解决：查看泄露对象到GC ROOTS 的引用链，造成的无法GC
内存溢出 out of memory :指程序申请内存时，没有足够的内存供申请者使用，或者说，给了你一块存储int类型数据的存储空间，但是你却存储long类型的数据，那么结果就是内存不够用，此时就会报错OOM,即所谓的内存溢出。
2.虚拟机栈和本地方法栈溢出
1.一般是StackOverFlowError
有趣的现象：栈分配内存越大，越容易产生内存溢出。
原因：内存固定，每个栈的分配内存越大，总共的栈数（线程数）就越少。在多线程时更容易溢出。
第三章 垃圾收集器和内存分配策略
对象已死吗？是否可回收？
1.引用计数算法：添加一个计数器，被引用一次值+1
存在问题：循环引用问题，
2.可达性分析算法：
原理：从GC ROOTS 开始向下通过引用链搜索，判断是否可达。
GC ROOTS： 虚拟机栈中（栈帧中的本地变量表）引用的对象。
方法区中类static属性引用的 对象
方法区中常量引用的对象
本地方法栈中 Native方法引用的对象
引用的类型
引用如果只是 0 1 那未免太绝对，故存在四种等级：强软弱虚
强引用：代码之中普遍存在的。用 “=” 连接实例的，绝不会被回收
软引用：有用但非必须的对象。只有在内存溢出异常前才会加入回收。
弱引用：非必须，下次GC到来之时会回收。有内存时只回收弱引用。
虚引用：不影响对象生命周期，只作为系统通知而存在。
leave or die
必死对象：不可达对象会被标记（下通缉令），若对象没重写finalize()方法（免死金牌？），或者免死金牌用过了。 那么请die吧。
非必死对象：有没用过的免死金牌，对象放到F-Queue中，等待Finalizer线程去执行，免死金牌finalizer要使用得当（重新与GC root建立连接），并第二次标记（解除通缉令），如果使用不当，那么还是得over。
方法区（永久代）的回收————条件严苛
对象：废弃常量和无用的类
废弃常量：String s = “abc”，当没有引用的时候，回收
无用的类（需同时满足）：1.该类所有实例被回收 2.该类的ClassLoader已被回收
3.该类对应的Class对象没有被引用，无法反射访问
垃圾收集算法
一、标记-清除算法（Mark-Sweep）算法
原理：可达性分析，标记清除对象，清除。
缺点：1.效率低下。 2.产生大量不连续的内存碎片，浪费空间
二、复制算法（用于新生代）
原理：将内存二分，每次用一块，不够用了就复制 有用对象 到另一块。然后本块全部清除。
优点：分配内存方便，直接用指针碰撞。
缺点：1.内存缩为一般。
应用：Eden和From Survivor空间的有用对象 复制到To Survivor空间，然后清除掉自生空间。E : FS : TS = 8 : 1 : :1
所以可用空间有9。
三、标记—整理算法（Mark-Compact）（年老代）
原理：标记完，不是清除，而是整理，存活对象都向一端移动。清除边界外的对象。
四、目前商用————分代收集算法
新生代（大量对象死去）用复制算法，年老代（存活率高）用标记—整理算法（或者标记—清除算法）
HotSpot的算法实现
枚举根节点：为了快速检查GC ROOTS的引用，采用了：OopMap数据结构，在类加载完成时，会记录下引用。
安全点： hotspot在线程达到安全点的时候才会考虑一次OopMap，并且开始GC。
问题：若多线程下不在安全点怎么办？ 1.抢先式中断（没JVM在用）：停下所有线程，若发现线程不在安全点上，则恢复让其达到安全点并停止。
2主动式中断：设置一个标志，让各线程去轮询这个标志，发现中断标志后就自己中断挂起。轮询标志与安全点位置重合。
多种GC收集器（仅讨论HotSpot的）
连线表示了两种收集器能否配合使用。
新生代：
1.Serial收集器：单线程，GC时暂停所有工作线程
2.parNew收集器：上述的多线程版本，其他区别不大
3.Parallel Scavaenge：平行扫描，新生代并行回收（无法配合
老年代：
1.Serial Old：那家伙的老年代版本，使用标记—整理算法
2.parNew Old:多线程，标记—整理算法，只能配合上面的3
3.CMS（Concurrent Mark Sweep)收集器：并发收集，低停顿。
缺点：1.对CPU资源敏感2.无法处理浮动垃圾3.属于清除算法，会产生碎片
G1收集器 1.7开始
特点：
1.并行与并发：利用CPU、多核来减少StopTheWorld的时间
2.分代收集：可独立管理GC堆，不用其他收集器
3.空间整合:整体基于清除-整理算法，不同于CMS的清理。
4.可预测的停顿：可建立可预测的停顿模型
一图搞懂内存分配与回收策略
第七章 虚拟机类加载机制
类的生命周期七阶段
加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载
什么会触发加载：
1）遇到new（实例对象化）、getstatic（读取静态字段）、putstatic（设置静态字段）、invokestatic（调用静态方法）字节码时。
2）使用java.lang.reflect包的方法对类反射调用时
3）初始化一个类必须先初始化其父类
4）虚拟机启动，初始化主类。包含main()的类
5）java.lang,invoke.MethonHandle实例的方法句柄（这是个啥？？？）
数组有虚拟机直接创建，不通过类加载器
类加载过程
1.加载：虚拟机 ：类名→二进制字节流→静态结构变运行数据结构→Class对象作为入口
1）通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
2）将这个字节流所代表的静态储存结构转化为方法区的运行时数据结构，并储存在方法区。
3)在内存中产生这个类的java.lang.Class对象，储存在方法区，作为方法区的这个类的各种资源访问入口
2.验证：格式、元数据、字节码、符号
确保Class文件的字节流符合当前虚拟机要求，防止有害字节流导致系统崩溃。会验证：
1）文件格式 （开头，版本，类型）2）元数据信息（父类，继承是否符合规定，是否矛盾）3）字节码（类型转换有效）4）符号引用
3.准备： 类变量分配内存
为类变量分配内存 并设置 类变量初始值的阶段，类变量也就是static变量都在方法区进行分配。不包括实例变量（只在对象实例化的时候随对象分配在Java堆中）1
public static int value = 123;
此时只会赋0值，因为复制的putStatic指令是编译后，存放在类构造器<client>()方法中，在初始化阶段才会进行。
4.解析：将常量值内符号引用转化为直接引用
类或接口的解析，字段解析，类方法解析，接口方法解析。
5.初始化 为静态属性初始化值
前面均有虚拟机来完成，初始化才开始执行类中定义的字节码。执行类构造器<clinit>()方法，从java.oang.Object开始依次向下执行。由父到子。
类加载器 作用
1.加载 类
- 判别类，同类是由同一个类加载器加载出来的，比如同Class文件，同JVM，而不同类加载器。出来的类是不相等的
你可以手写一个简单的类加载器，并加载一个Class文件，然后判断加载出来的类与系统加载出来的类是否相同，答案当然是不同的！！
双亲委派模型
类加载器 从 JVM角度 分类：
1.启动类加载器（JVM的一部分）
2.其他类加载器（独立于JVM，继承抽象类java.lang.ClassLoader）
细分：
- 启动类加载器：加载\lib中的类库到虚拟机内存中，无法被Java程序直接引用。
- 扩展类加载器：加载\lib\ext目录中的，或者被指定路径中的所有类库
- 应用程序类加载器：由ClassLoader实现，
ClassLoader.getSystemClassLoader()，负责ClassPath上所制定的类库。若没有自定义类加载器，一般这个就是程序默认的加载器。
要求：除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都用当有自己的父类加载器，这里不以继承关系而由组合实现复用父类加载器代码。
工作过程：
1.类加载器 收到 加载类请求，先委派给 父类加载器完成
2.所以，所有类都是先由 启动类加载器 先尝试加载
3.当前类加载器无法完成加载（没找到所需的类），交由子加载器加载。
优点：使Java类随类加载器一起具备了带有优先级的层次关系。如java.lang.Object。他存放在rt.jar中。所以无论哪个加载器加载Object类，都会委托给启动类加载器加载，保证了Object唯一性。以免用户自己写一个Object类，避免混乱，你若自己写一个，你会发现可以正常编译，但无法被加载运行。
逻辑：
1.先检查是否加载，没加载调用父类加载器的LoadClass()，若父类为空则调用启动类加载器。若加载失败，抛出ClassNotFoundException后调用自生的findClass()加载
破坏双亲委派模型
双亲是推荐加载机制而非强制。曾有三次破坏。
1.为了向前兼容JDK1.2以前的自定义类加载器，添加了一个findClass()方法，（这里有点晕）
2.模型的缺陷导致：若基础类（本由启动类加载器加载）要调用回用户代码（由应用程序加载器加载）咋办（启动类加载器不认ClassPath路径）。
比如：JNDI(命名和目录接口) 服务，目的是对资源进行集中和查找，需要调用 JNDI接口提供者的代码。
不优雅的设计：线程上下文类加载器，线程若未设置则从父类继承，全局都没有则默认为应用程序类加载器。
使用：基础类程序（比如JNDI）可以使用这个加载器（未设定时为应用程序加载器）加载所需要的SPI代码，也就是父类加载器请亲子类加载器去完成类加载。
在JNDI、JDBC 、JCE、JAXB和JBI
3.为了追求程序动态性：代码热替换（不关机的替换），模块热部署。
JSR-291(Java 规范提案) (即OSGi R4.2)时目前Java模块化的标准，实现模块化的热部署的关键是其自定义类加载器机制的实现。每一个程序模块（Bundle）都有一个自己的类加载器。更换bundle时连同类加载器一起替换掉以实现热替换。
此时，类加载器不是双亲委派的树结构，而是网结构（即有双亲委派模式，又有平行的类加载器）
高效并发
Java内存模型
用处：屏蔽各种硬件和操作系统的内存访问差异，让Java程序达到一致性。
主内存：主要对应堆中对象实例数据部分。
工作内存：对应虚拟机栈的部分区域。
虚拟机回让工作内存有限存储于 寄存器和高速缓存中，因为主要访问读写的时工作内存。
volatile型变量
轻量级同步机制，可保证可见性但是不能保证原子性。其在各个线程的工作内存中不存在一致性问题（在线程中不同，但是每次使用前要刷新）。但是不能保证原子性。
Java线程调度
指的是系统为线程分配处理器使用权的过程。
1.协同式调度：执行时间由线程本身控制。执行完自己后再通知系统切换
好处：实现简单，操作可知。
坏处：线程执行时间不可控，阻塞问题难以解决
2.抢占式调度：执行时间由系统来分配，线程的切换由系统控制，可以辅助设置线程优先级别，越高越易被系统执行。
第13章 线程安全与锁优化
定义：当多个线程访问一个对象时，如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行，也不需要进行格外的同步，或者在调用方法进行任何其他的协调操作，都能得到正确的结果，那么是线程安全的。
线程安全的实现方法
1.互斥同步
synchronized：JVM层面，经过编译后会在同步块前后产生monitorEnter和monitorExit两个字节码指令。根据虚拟机规范执行此Enter指令时，首先获取对象锁，获取到则计数器由0变1，获取失败则线程阻塞。
阻塞和唤醒一个线程，需要操作系统来帮忙，从用户态转换到核心态，需要消耗很多的处理器时间，所以synchronized是一个重量级的锁。
ReentrantLock 三个新特性
等待可中断：lock可设置等待参数，没获取到则放弃获取
可实现公平锁：同一个锁，线程按照排队顺序来获取。ReentrantLock虽然也是非公平，但是可以通过带布尔的构造函数显示公平
可绑定多条件：
Class文件的具体组成结构：类的版本、字段、方法、接口，常量池。