java虚拟机(1)
1.Java虚拟机
java虚拟机是一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。
2.Java虚拟机体系结构java虚拟机由五个部分组成:一组指令集、一组寄存器、一个栈、一个无用单元收集堆(garbage-collected-heap)、一个方法区域。这五部分是java虚拟机的逻辑成份,不依赖任何实现技术或组织方式,但它们的功能必须在真实机器上以某种方式实现。
3.Java虚拟机区别活动对象与垃圾的方法Java虚拟机可以有两种不同的方法来区别活动对象与垃圾：引用计数(Reference Counting)与跟踪(Tracing)
3.1采用Reference Counting的垃圾回收器对于采用Reference Counting的垃圾回收器，系统为堆上每一个对象都维护一个计数器，当一个对象被创建并且别引用时，这个计数就被置为1。当有新的变量引用该对象，计数器进行自加运算。当一个引用超出作用范围或者被赋予新值的时候，计数器进行自减运算。引用计数为0的对象，会被作为垃圾回收。当一个对象被回收，该对象所引用的对象的引用计数都会相应减少，因而，一个对象的回收有时会引起其它对象的回收。Reference Counting方式的垃圾回收器，好处在于可以在很短的时间内运行，不会长时间的中断普通的程序运行，因而在RealTime的系统中应用较为普遍。Reference Counting方式的垃圾回收器，问题在于无法识别循环引用，比如父类对象还有子类引用的情况，即便父类和子类都已经不再能被访问到(unreachable)，引用计数也把它们清除。另外一个问题是引用计数器的加减运算会增加系统的计算开销。
3.2采用Tracing的垃圾回收器采用Tracing的垃圾回收器，遍历由根节点(root nodes)出发的引用关系图。在遍历过程中遇到的对象，就被标记为活动。标记既可以是对应对象中的某一个标志，也可以是独立的位图中的标志。当遍历完成以后，那些没有被标记的对象，就被作为垃圾回收了。
最基本Tracing算法是"Mark and Sweep"垃圾回收器的另外一个责任是清除堆上的碎片(Fragmentation)。对于Mark and Sweep的垃圾回收器通常有两种实现方法来减少堆上的碎片：压缩(Compacting)和拷贝(Copying)。
4.基本回收算法4.1引用计数（Reference Counting）基于对对象生命周期分析后得出的垃圾回收算法。把对象分为年青代、年老代、持久代，对不同生命周期的对象使用不同的算法（上述方式中的一个）进行回收。现在的垃圾回收器（从J2SE1.2开始）都是使用此算法的。
4.6.1分代垃圾回收详述Java堆分可为Young(年轻代)，Tenured(年老代)，Perm(持久代)三个部分，下面是各代的分布情况。
?年轻代分三个区。一个Eden区，两个Survivor区。大部分对象在Eden区中生成。当Eden区满时，还存活的对象将被复制到Survivor区（两个中的一个），当这个Survivor区满时，此区的存活对象将被复制到另外一个Survivor区，当这个Survivor去也满了的时候，从第一个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象，将被复制“年老区(Tenured)”。需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先后关系，所以同一个区中可能同时存在从Eden复制过来对象，和从前一个Survivor复制过来的对象，而复制到年老区的只有从第一个Survivor去过来的对象。而且，Survivor区总有一个是空的。
年老代存放从年轻代存活的对象。一般来说年老代存放的都是生命期较长的对象。
用于存放静态文件，如今Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响，但是有些应用可能动态生成或者调用一些class，例如Hibernate等，在这种时候需要设置一个比较大的持久代空间来存放这些运行过程中新增的类。持久代大小通过-XX:MaxPermSize=<N>进行设置。
4.6.2分代垃圾回收演示过程：?
5.垃圾回收器5.1发生垃圾回收的两种类型：Scavengc GC和Full GC。5.1.1Scavenge GC一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就好触发Scavenge GC，堆Eden区域进行GC，清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。
5.1.2Full GC对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。FullGC比Scavenge GC要慢，因此应该尽可能减少Full GC。有如下原因可能导致Full GC：
目前所使用的垃圾收集器主要有三种：串行收集器、并行收集器、并发收集器。
使用单线程处理所有垃圾回收工作，因为无需多线程交互，所以效率比较高。但是，也无法使用多处理器的优势，所以此收集器适合单处理器机器。当然，此收集器也可以用在小数据量（100M左右）情况下的多处理器机器上。可以使用-XX:+UseSerialGC打开。
对年轻代进行并行垃圾回收，因此可以减少垃圾回收时间。一般在多线程多处理器机器上使用。使用-XX:+UseParallelGC.打开。并行收集器在J2SE5.0第六6更新上引入，在Java SE6.0中进行了增强，可以对年老代进行并行收集。如果年老代不使用并发收集的话，是使用单线程进行垃圾回收，因此会制约扩展能力。使用-XX:+UseParallelOldGC打开。使用-XX:ParallelGCThreads=<N>设置并行垃圾回收的线程数。此值可以设置与机器处理器数量相等。
此收集器可以进行如下配置：
最大垃圾回收暂停:指定垃圾回收时的最长暂停时间，通过-XX:MaxGCPauseMillis=<N>指定。<N>为毫秒.如果指定了此值的话，堆大小和垃圾回收相关参数会进行调整以达到指定值。设定此值可能会减少应用的吞吐量。
吞吐量:吞吐量为垃圾回收时间与非垃圾回收时间的比值，通过-XX:GCTimeRatio=<N>来设定，公式为1/（1+N）。例如，-XX:GCTimeRatio=19时，表示5%的时间用于垃圾回收。默认情况为99，即1%的时间用于垃圾回收。
可以保证大部分工作都并发进行（应用不停止），垃圾回收只暂停很少的时间，此收集器适合对响应时间要求比较高的中、大规模应用。使用-XX:+UseConcMarkSweepGC打开。
并发收集器主要减少年老代的暂停时间，他在应用不停止的情况下使用独立的垃圾回收线程，跟踪可达对象。在每个年老代垃圾回收周期中，在收集初期并发收集器会对整个应用进行简短的暂停，在收集中还会再暂停一次。第二次暂停会比第一次稍长，在此过程中多个线程同时进行垃圾回收工作。
?并发收集器使用处理器换来短暂的停顿时间。在一个N个处理器的系统上，并发收集部分使用K/N个可用处理器进行回收，一般情况下1<=K<=N/4。
?在只有一个处理器的主机上使用并发收集器，设置为incremental mode模式也可获得较短的停顿时间。
?浮动垃圾：由于在应用运行的同时进行垃圾回收，所以有些垃圾可能在垃圾回收进行完成时产生，这样就造成了“Floating Garbage”，这些垃圾需要在下次垃圾回收周期时才能回收掉。所以，并发收集器一般需要20%的预留空间用于这些浮动垃圾。
?ConcurrentMode Failure：并发收集器在应用运行时进行收集，所以需要保证堆在垃圾回收的这段时间有足够的空间供程序使用，否则，垃圾回收还未完成，堆空间先满了。这种情况下将会发生“并发模式失败”，此时整个应用将会暂停，进行垃圾回收。
?启动并发收集器：因为并发收集在应用运行时进行收集，所以必须保证收集完成之前有足够的内存空间供程序使用，否则会出现“Concurrent Mode Failure”。通过设置-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=<N>指定还有多少剩余堆时开始执行并发收集
