谈谈JMM与JVM的相关知识（jmm jvm juc）

我们在面试的时候，经常会被问到一些关于内存的问题，或许有很多小伙伴就在JMM与JVM之间犯迷糊i，今天就来聊聊这两者的相关内容。

JMM: java memory model 翻译过来就是Java 内存模型。

为什么会有这个东西呢？

在操作系统层面，cpu的执行速度是很快的，而磁盘的读取速度很慢，由于磁盘的io操作涉及到磁盘的寻址，寻道加数据传输（io操作不是本文重点，下次再讲）很耗性能。因此cpu读取磁盘上的数据的性能瓶颈就是io，目前基于高速缓存的存储交互很好的解决了cpu和内存等其他硬件之间的速度矛盾，多核情况下各个处理器(核)都要遵循一定的诸如MSI、MESI等协议来保证内存的各个处理器高速缓存和主内存的数据的一致性

cpu不会直接去操作磁盘等硬件，而是操作高速缓存，这样性能上是提升上来了，但是在多cpu情况下，就会出现数据安全问题，例如：两个线程同时修改主内存中的一个值X，过程是线程a先从主内存将X的值读到a的工作内存，当a要对X进行+1操作时，突然a的cpu时间到了，切换到线程b,b也是和a一样的操作，然后切换到a将X+1的值更新到主内存，然后b再将X+1的值更新到主内存，本来在主内存中是X+2，但是实际上却是X+1，此时就发生了线程不安全的情况。也就是我们所说的X+1不是一个原子操作，X的值的变更对线程来说是不可见的。在java中可以通过用volate修饰变量来达到可见性。下期讲volate用法。

JVM: Java Virtual Machine，是java虚拟机的一个数据结构，java程序都是运行在虚拟机上。

可以理解是java运行时数据区域。

从上图可以看出，JVM由堆、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器、方法区组成

堆：jvm管理的最大的一块内存区域，所有线程共享堆数据

1. 存储内容：new创建的对象和数组，垃圾收集器就是收集这些对象，然后根据GC算法回收
2. 区域分配：分为eden区，s0区也叫from区，s1区也叫to区，老年代
3. 堆的大小可以通过JVM选项-Xms和-Xmx来进行调整

分配比例：

Eden区 —— 新对象或者生命周期很短的对象会存储在这个区域中，这个区的大小可以通过-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize参数来调整

Survivor区 —— 那些历经了Eden区的垃圾回收仍能存活下来的依旧存在引用的对象会待在这个区域。这个区的大小可以由JVM参数-XX:SurvivorRatio来进行调节。

老年代 —— 那些在历经了Eden区和Survivor区的多次GC后仍然存活下来的对象（当然了，是拜那些挥之不去的引用所赐）会存储在这个区里。这个区会由一个特殊的垃圾回收器来负责。年老代中的对象的回收是由老年代的GC（major GC）来进行的。

新生代gc：Minor GC，gc算法是复制算法（从from区复制到to区）。

MinorGC的过程：采用复制算法。

1. 首先，把Eden和ServivorFrom区域中存活的对象复制到ServicorTo区域（如果有对象的年龄以及达到了老年的标准，一般是15，则赋值到老年代区）
2. 同时把这些对象的年龄+1（如果ServicorTo不够位置了就放到老年区）
3. 然后，清空Eden和ServicorFrom中的对象；最后，ServicorTo和ServicorFrom互换，原ServicorTo成为下一次GC时的ServicorFrom区

老年代gc：MajorGC 标记—清除算法：

1. 首先扫描一次所有老年代，标记出存活的对象
2. 然后回收没有标记的对象。

MajorGC的耗时比较长，因为要扫描再回收。MajorGC会产生内存碎片，为了减少内存损耗，我们一般需要进行合并或者标记出来方便下次直接分配。

当老年代也满了装不下的时候，就会抛出OOM（Out of Memory）异常。

堆是最容易发生内存溢出和内存泄漏；

内存溢出：新创建的对象在堆中申请内存空间，内存空间不够时发生gc，gc后还是内存不够，就会发生内存溢出

内存泄漏：需要被gc的对象没有及时清除，在需要给对象申请内存空间时空间不足，就会发生内存泄漏

栈：栈分为本地方法栈和虚拟机栈

本地方法栈是调用一些底层的native方法。

虚拟机栈是线程私有的，其基本单元是栈帧，每个方法代表一个栈帧，存储的是一些据补变量表，操作涉数栈、动态链接、方法出口等，栈是一个先进后出的数据结构，一个方法的调用表示压栈，方法结束后出栈，有些递归的方法，如果没有出口或者递归层数很深，会引发栈内存溢出。可以通过JVM选项

-Xss来进行调整

程序计数器：是记录代码执行的行号，通过字节码执行引擎来对行号进行修改，如果执行的方法是native，则计数器为undinfined，

方法区：jdk1.7也叫永久代，jdk1.8则是将元空间代替了永久代，因为永久代用的是jvm内存，不可动态调整，而且会占用jvm内存，而在1.8用元空间代替，元空间则是一块物理内存区域，可通过增加物理内存来调整。