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JVM GC篇 — 垃圾收集器（下）

前面一小节中，我们梳理了经典的垃圾收集器。从单线程的Serial串行垃圾收集器开始，聊到了CMS最后到G1，并着重的分析了CMS和G1并发垃圾收集流程和部分实现原理。这些垃圾收集器经过数千台服务器的验证淬炼，已经变得相当的成熟可靠，但是真的就是完美的垃圾收集器吗？答案是否定的。今天我们一起来看看相较于“经典”垃圾收集器的全新一代垃圾收集器 Shenandoah 和 ZGC。这种垃圾收集器能够实现超大堆的容量下，轻松实现垃圾收集停顿不超过10ms的目标，但是目前还处于实验状态，官方命名为“低延迟垃圾收集器”（Low-Latency Garbage Collector 或者 Low-Pause-Time Garbage Collector）。

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JVM GC篇 — 垃圾收集器（上）

前面一小节我们介绍了介绍了GC的一般性原理和垃圾回收算法，通过对前面知识的学习，我们基本掌握了垃圾收集的一般理论知识。但是理论终究知识在之上，距离真正的实践还有一定的差距。前面我们提到了第一个带有内存动态分配和垃圾收集的编程语言并不是 Java 而是1960年诞生的Lisp。当然这一小节中我们并不会梳理 Lisp 实现的垃圾收集器。这一小节我们会先从经典垃圾收集器入手，梳理各个垃圾收集器的特性、优缺点和适用场景。当然随着垃圾收集器的效率的不断提升其实现的复杂度也在不断提升。我们会主要的篇幅去介绍CMS和G1原理及部分实现细节，升华对垃圾收集器的理解。今天是六一儿童节，各位朋友坐好来，我们的梳理开始了。

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JVM GC篇 — 一般原理与垃圾收集算法

我们都知道 Java 程序员不用像 C++ 程序员一样手动申请和释放对象空间，这是因为 JVM 垃圾回收器的存在。为什么需要垃圾回收呢？因为空间是有限的，而我们运行程序完成各种各样的计算需要申请空间。但是空间不是无限的，如果我们的空间不够申请怎么办？这个时候就要释放内存，删除掉一些不用的无效的空间，来腾出空间来创建我们需要的对象。这就像我们的衣柜一样，我们买衣服回来放在衣柜里面，但是衣柜不是无限大的，所以当衣柜放不下的时候，我们就要清理丢掉小了的或者我们不穿的衣服，这样为新的衣服腾出空间。Java 自带GC会自动清理内存空间，而C++这种没有GC的语言，就需要使用手动清理空间了。全自动不用程序员操心的确很好，如果放仍不管也会引起其他的问题，那么怎么清理起来才是正确且高效。这就是一个有意思的问题，这一小节我们将从 GC 的一般原理和垃圾回收算法开始，逐步展开 Java GC 的世界。

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JVM基础 — 内存结构与内存模型

在前面的小节中，总结梳理了 JVM 底层的一些基础的东西，包括 JVM 字节码技术，方法的调用，反射，异常等方法流程，基础的最后一部分梳理了类加载机制和对象的内存布局。有了这一套机制 JVM 能够顺利的读取Java文件，并行执行逻辑。看起来都有了，但是少了一个重要的部分没错，就是内存。这计算机的内存这个部分来的像理所当然一样。其实最原始的计算机是没有内存这个概念的，后来冯诺依曼提出了冯诺依曼结构，冯诺依曼确定了计算机的结构，即确定了计算机的 5 大部件，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。现代计算机的都是遵循冯诺依曼结构的，因此又称为冯诺依曼机。所以作为虚拟机怎么能没有内存呢？Java 内存模型规定了 JVM 应该如何使用计算机内存（RAM）。广义上来讲，Java内存模型分别为两个部分 JVM内存结构和 JMM与线程规范。

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JVM 基础 — 类加载机制和对象内存布局

在前面一篇中提到了方法的调用，方法在类加载阶段会由符号引用替换实际引用或者方法表的索引。Java 的类加载机制又是怎么样的呢？我记得我刚毕业那会去面，基础的问题都回答的挺好的但是最后面试官问了我这个问题，Java 虚拟机是怎么加载一个类的？我当时脑子懵了，对象怎么加载到内存？对象是 new 出来的的啊，还要加载？我也对这块不太了解，然后面试官也就没深了问。但是现在看来，如果是进阶 Java 的话这是一个基础不能在基础的问题了。类加载了这还不算完，Java 的类是怎么保存的，我相信很多朋友会回答存放在堆里，那其他特殊的类型呢例如 String 类型又是怎么存储的呢？我们在内存溢出的时候，对象怎么就把我们的堆给堆满了，每个对象占了多大的空间呢？请朋友们慢慢往下看。

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JVM 基础 — Java 方法调用、反射调用与异常

在前一篇中简单介绍了Java 字节码中有关方法调用的一些操作码，但是 java 方法的调用往深了讲又有很多的门道，简单的有方法的重写和重载，深入也有方法的动态绑定和静态绑定，那JVM是如果识别和选定方法的呢？还有有些时候我们并不能直接调用某个目标方法，而是要使用一些特别的手段去调用，也就是我们会经常用到的反射，反射不同于常规的方法调用，这货一上来就不走寻常路，一般方法调用都是先 new 一个对象，就像是朋友来家里做客从正门进来，反射是先通过 class 对象找到目标方法然后传入调用实例，这更像是翻墙进来。那这个翻墙进来的它背后的原理又是怎样的呢？假如这个世界是美好的，但一个方法的执行可能没那么顺利，万一发生了异常这个异常又是怎么捕获的呢？

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JVM 基础 — Java 字节码

我们通常表述的 JVM 通常有三种意思，JVM 是 Java virtual machine 即 java 虚拟机的缩写，也就是我们通常所指的 JVM。JVM还是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。因此 JVM 也是图灵完备的。当然 JVM 还可以表示一个虚拟机的实例。Java 一个非常重要的特性就是和平台无关，而 JVM 是实现这一点的关键。JVM 底层使用 C 进行编写，只要平台能执行 C 语言，这也就能启动 JVM 运行 Java 程序。JVM 通过编译 Java 语言生成字节码文件，字节码文件在通过 JVM 进行解释执行。因此只要运行在不同的平台上的JVM 能拿到字节码文件，就能解释执行出相同的结果。这就是 Java 可以 “一次编译，到处执行” 的原因。当然并不是Java 语言是跨平台的语言，拿 C++ 举个例子，C++ 也是一门跨平台的语言，但是和 Java 语言不同的是，C++ 需要到不同的平台生成不同的文件，然后进行执行，也就是源码跨平台，而 Java 是二进制跨平台。

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Java基础-JVM

Java基础-JVM是Java开发者必须要掌握的重要知识点之一，JVM全称为Java Virtual Machine（Java虚拟机），它是Java程序运行的环境，在Java编程中具有极其重要的作用。作为Java语言的核心，JVM能够通过将Java代码编译为字节码，再通过字节码的解释器实现Java程序的运行。JVM负责管理应用程序的内存、多线程、垃圾回收等操作，是实现跨平台、自动垃圾回收、安全性高等特性的关键。要深入理解JVM，需要掌握JVM的内部机制，包括虚拟机类加载器、运行时数据区域、字节码执行引擎等方面。此外，对于JVM的性能调优及故障排查也非常重要，能够帮助开发者优化应用程序的运行效率。总之，掌握Java基础-JVM是Java开发者必须要具备的知识技能，它可以帮助你更好地理解Java程序的运行机制，提高开发效率，提升应用程序的性能以及稳定性。

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人道洛阳花似锦，偏我来时不逢春