Java对象结构

实例化一个Java对象之后，该对象在内存中的结构是怎么样的？Java对象（Object实例）结构包括三部分：对象头、对象体和对齐字节，具体下图所示

Java对象的三部分

对象头

对象头包括三个字段，第一个字段叫作Mark Word（标记字），用于存储自身运行时的数据，例如GC标志位、哈希码、锁状态等信息。

概述

计算机是不能直接运行java代码的，必须要先运行java虚拟机，再由java虚拟机运行编译后的java代码。

因为在cpu层面看来计算机中所有的操作都是一个个指令的运行汇集而成的，java是高级语言，只有人类才能理解其逻辑，计算机是无法识别的，所以java代码必须要先编译成字节码文件，jvm才能正确识别代码转换后的指令并将其运行。

Java代码间接翻译成字节码，储存字节码的文件再交由运行于不同平台上的JVM虚拟机去读取执行，从而实现一次编写，到处运行的目的。

Java字节码文件

class文件本质上是一个以8位字节为基础单位的二进制流，各个数据项目严格按照顺序紧凑的排列在class文件中。jvm根据其特定的规则解析该二进制数据，从而得到相关信息。

首先引入一个概念，什么是Java类加载器？一句话总结：类加载器（class loader）用来加载 Java 类到 Java 虚拟机中。

官方总结：Java类加载器（英语：Java Classloader）是Java运行时环境（Java Runtime Environment）的一部分，负责动态加载Java类到Java虚拟机的内存空间中。类通常是按需加载，即第一次使用该类时才加载。由于有了类加载器，Java运行时系统不需要知道文件与文件系统。

对象生命周期

1. 类加载检查：当虚拟机遇到一条 new 指令时，首先检查是否能在常量池中定位到这个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。如果没有，那先执行类加载。
2. 分配内存：在类加载检查通过后，接下来虚拟机将为对象实例分配内存。
3. 初始化。分配到的内存空间都初始化为零值，通过这个操作保证了对象的字段可以不赋初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。
4. 设置对象头。Hotspot 虚拟机的对象头包括：存储对象自身的运行时数据（哈希码、分代年龄、锁标志等等）、类型指针和数据长度（数组对象才有），类型指针就是对象指向它的类信息的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。
5. 按照Java 代码进行初始化，执行init方法。
6. 对象晋升
7. 卸载

什么是JVM

定义：Java Virtual Machine，JAVA程序的运行环境（JAVA二进制字节码的运行环境）

内存结构

JVM 内存布局规定了 Java 在运行过程中内存申请、分配、管理的策略，保证了 JVM 的高效稳定运行。不同的 JVM 对于内存的划分方式和管理机制存在着部分差异。这也就是常说的运行时数据区

如何判断一个引用是否存活

引用计数法

给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用它，计数器就加 1；当引用失效，计数器就减 1；任何时候计数器为 0 的对象就是不可能再被使用的。

优点：可即刻回收垃圾，当对象计数为0时，会立刻回收；

弊端：循环引用时，两个对象的计数都为1，导致两个对象都无法被释放。JVM不用这种算法

介绍

G1垃圾收集器在JDK7被开发出来，JDK8功能基本完全实现。并且成功替换掉了Parallel Scavenge成为了服务端模式下默认的垃圾收集器。JDK 9以后默认使用，替代了CMS 收集器。

G1和CMS一样，也是采用三色标记分段式进行回收的算法， 不过它是写屏障 + STAB快照实现，后文详聊

G1 收集器的最大特点

• G1 最大的特点是引入分区的思路，弱化了分代的概念。

• 并行与并发：G1 能充分利用 CPU、多核环境下的硬件优势，使用多个 CPU（CPU 或者 CPU 核心）来缩短 Stop-The-World 停顿时间。部分其他收集器原本需要停顿 Java 线程执行的 GC 动作，G1 收集器仍然可以通过并发的方式让 Java 程序继续执行。

• 空间整合：与 CMS 的“标记-清除”算法不同，G1 从整体来看是基于“标记-整理”算法实现的收集器，不会产生空间碎片；从局部上来看是基于“标记-复制”算法实现的。

• 可预测的停顿：G1垃圾回收器设定了用户可控的停顿时间目标，开发者可以通过设置参数来指定允许的最大垃圾回收停顿时间。G1会根据这个目标来动态调整回收策略，尽可能地减少长时间的垃圾回收停顿。

ZGC概述

ZGC（The Z Garbage Collector）是JDK 11中推出的一款低延迟垃圾回收器，它的设计目标包括：

• 停顿时间不超过10ms；

• 停顿时间不会随着堆的大小，或者活跃对象的大小而增加（对程序吞吐量影响小于15%）；

• 支持8MB~4TB级别的堆（未来支持16TB）。

从设计目标来看，我们知道ZGC适用于大内存低延迟服务的内存管理和回收。本文主要介绍ZGC在低延时场景中的应用和卓越表现，文章内容主要分为四部分：

JVM参数

• -Xms：堆最小值

• -Xmx：堆最大堆值。-Xms与-Xmx 的单位默认字节都是以k、m做单位的。

通常这两个配置参数相等，因为如果 -Xms 和 -Xmx 的值不同，JVM可能会在运行过程中动态调整堆内存的大小。当堆内存使用接近初始大小时，JVM会尝试扩展堆内存，这一过程会引发额外的性能开销，因为需要暂停应用程序来重新分配内存。通过将 -Xms 和 -Xmx 设置为相同的值，可以避免这种动态调整，从而减少了垃圾回收和堆内存重新分配时的暂停时间。

Java 调试入门工具

jps

jps是jdk提供的一个查看当前java进程的小工具， 可以看做是JavaVirtual Machine Process Status Tool的缩写。

jps常用命令

jps # 显示进程的ID 和 类的名称
jps –l # 输出输出完全的包名，应用主类名，jar的完全路径名 
jps –v # 输出jvm参数
jps –q # 显示java进程号
jps -m # main 方法
jps -l xxx.xxx.xx.xx # 远程查看

来源美团技术团队

简介

断点调试是我们最常使用的调试手段，它可以获取到方法执行过程中的变量信息，并可以观察到方法的执行路径。但断点调试会在断点位置停顿，使得整个应用停止响应。在线上停顿应用是致命的，动态调试技术给了我们创造新的调试模式的想象空间。