Java的广告语是,”编写一次,到处运行”,而它凭借的就是JVM(Java Virtual Machine).而对于不同的平台,Windows,Linux,Mac OS等,有具体不同的JVM版本.这些JVM屏蔽了平台的不同,提供了统一的运行环境,让Java代码无需考虑平台的差异,运行在不同的环境中.

而至于JRE和JDK,就不再赘述了,包含关系应该很清楚的,而今天我们的重点就在于对JVM的进一步认识以及对它进行优化调整.

1.1为什么要优化JVM

正如前面我们所回顾的,我们的Java代码都是运行在JVM中的,而部署的硬件及应用场景有所不同时,仍然采用默认的配置不见得能起到最好的效果,甚至可能会导致运行效率更差,又或者面临高并发情况下,想让程序平稳顺畅的运行,所以我们需要针对实际的需要来进行优化.

所谓优化就是配置一些参数，让jvm运行时使用这些参数，让jvm运行的程序更优。

1.2分析工具（jvisualvm）

我们只知道有JVM的存在,但它的运行对于我们来说感觉像是摸不着看不见的,所以我们需要借助工具来监控它的一个实时状态,就像Windows的性能监视器一样,JDK也有自己的可视化工具.Java提供了2个监视工具：

D:\opensource\jdk1.8\bin\jconsole.exe
D:\opensource\jdk1.8\bin\jvisualvm.exe

我们以管理员身份运行DOS ，输入jvisualvm,将Java VisualVM启动，输入jvisualvm,将Java VisualVM启动

在这里我们可以看到

本地列表中有多个条目,而一眼也可以看到我们SpringBoot项目的main方法,直接双击，经过短时间的加载后,得到这样一个界面

这个是概述页面,可以得到很多信息,但对于我们分析JVM的运行还是没有什么帮助,所以我们切换到监视页

监视页展示的就是实时的JVM信息

应该还是很直观的，现在安装插件，插件的安装属于VisualVM的一个重要功能，凭借插件我们可以将这个工具的功能变得更强大。

打开工具 -> 插件 -> 选择“可用插件”页 : 我们在这里安装一个Visual GC，方便我们看到内存回收以及各个分代的情况 . 打上勾之后点击安装，就是常规的next以及同意协议等，网络不是很稳定，有时候可能需要多尝试几次。可以在设置中修改插件中心地址：

根据如下步骤修改地址：找到插件中心

VisualVM: Plugins Centers

找到对应的JDK版本：

Update Center documentation

复制插件地址：

安装插件：

然后再可用插件中找到 Visual GC

安装完成后我们将当前监控页关掉，再次打开，就可以看到Profiler后面多了一个Visual GC页。

在这里我们可以看到JIT活动时间，类加载活动时间，GC活动时间以及各个分代的情况。

需要注意的是,当前课件使用的JDK版本为1.8,仍然自带了VisualVM,从1.9开始的版本是没有自带的,需要额外下载,下载的github地址:

VisualVM: Download

另外,如果开发工具使用的是Intellij IDEA的话,可以下载一个插件,VisualVM Launcher,通过插件启动可以直接到上述页面,不用在左边的条目中寻找自己的项目.

当然也有其他的工具,但这个在可预见的未来都会是主力发展的多合一故障处理工具.所以我们后面将会使用这个工具来分析我们的JVM运行情况,进而优化.而需要优化我们还需要对JVM的组成有进一步的了解.接下来我们来看一下JVM的组成

2.0 JVM的组成

从图上可以看到,大致分为以下组件:

类加载器子系统
运行时数据区 : 方法区堆虚拟机栈本地方法栈程序计数器
执行引擎
本地方法库

而本地库接口也就是用于调用本地方法的接口,在此我们不细说,主要关注的是上述的4个组件

2.1类加载器子系统

顾名思义,这是用于类加载的一个子系统.

2.1.1类加载的过程

类加载的过程包括了加载,验证,准备,解析和初始化这5个步骤

加载:找到字节码文件,读取到内存中.类的加载方式分为隐式加载和显示加载两种。隐式加载指的是程序在使用new关键词创建对象时，会隐式的调用类的加载器把对应的类加载到jvm中。显示加载指的是通过直接调用class.forName（）方法来把所需的类加载到jvm中。
验证:验证此字节码文件是不是真的是一个字节码文件,毕竟后缀名可以随便改,而内在的身份标识是不会变的.在确认是一个字节码文件后,还会检查一系列的是否可运行验证,元数据验证,字节码验证,符号引用验证等.Java虚拟机规范对此要求很严格,在Java 7的规范中,已经有130页的描述验证过程的内容.
准备:为类中static修饰的变量分配内存空间并设置其初始值为0或null.可能会有人感觉奇怪,在类中定义一个static修饰的int,并赋值了123,为什么这里还是赋值0.因为这个int的123是在初始化阶段的时候才赋值的,这里只是先把内存分配好.但如果你的static修饰还加上了final,那么就会在准备阶段就会赋值.
解析:解析阶段会将java代码中的符号引用替换为直接引用.比如引用的是一个类,我们在代码中只有全限定名来标识它,在这个阶段会找到这个类加载到内存中的地址.
初始化:如刚才准备阶段所说的,这个阶段就是对变量的赋值的阶段.

如上过程都是在JVM执行的过程中自己完成的，我们无需干涉。

2.2.2类与类加载器

每一个类,都需要和它的类加载器一起确定其在JVM中的唯一性.换句话来说,不同类加载器加载的同一个字节码文件,得到的类都不相等.我们可以通过默认加载器去加载一个类,然后new一个对象,再通过自己定义的一个类加载器,去加载同一个字节码文件,拿前面得到的对象去instanceof,会得到的结果是false.

2.2.3双亲委派机制

JVM中内置的类加载器：

类加载时使用了双亲委派模式：

载规则，优先使用爷爷加载，如果没有加载到再使用它爹加载，如果他爹也没有加载到，才到自己加载，如果自己也没有加载到才报ClassNotFountException。在这过程中只要上一级加载到了，下一级就不会

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