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JVM基础与运行时内存管理
1. JVM运行过程
JVM是Java程序运行的核心，负责将编译后的字节码转化为机器码。其主要功能包括：
- 字节码解释：将字节码转化为机器码，实现跨平台运行。
- 线程管理：支持多线程并发执行，线程与操作系统原生线程一一对应。
- 垃圾回收：管理内存，释放不再使用的对象。
2. JVM内存结构
JVM内存主要分为以下区域：
- 线程私有区域：包含程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。
- 线程共享区域：包含Java堆（对象存储区）和方法区（类信息存储区）。
- 直接内存：用于高效IO操作，直接分配外部内存。
3. 垃圾回收机制
垃圾回收是内存管理的核心，常用算法包括标记清除、复制算法和标记整理算法。根据对象存活周期，垃圾回收采用分代收集策略：
- 新生代：采用复制算法，频繁GC。
- 老年代：采用标记清除或标记整理算法，较少回收频率低。
4. 引用类型
- 强引用：对象始终存活，常见于普通对象。
- 软引用：对象存活依赖内存不足时的回收。
- 弱引用：对象存活依赖垃圾回收。
- 虚引用：跟踪对象回收状态，与引用队列配合使用。
5. GC算法对比
- 分代收集：根据对象存活周期划分内存区，分别采用不同算法。
- 分区收集：将堆空间划分为多个区，分区回收以减少停顿。
6. 类加载机制
类加载分为五个阶段：
加载：生成Class对象。 验证：确保字节码符合规范。 准备：为类变量分配内存并初始化。 解析：替换符号引用为直接引用。 初始化：执行类构造器方法。 7. 双亲委派机制
双亲委派确保类加载器的正确性，避免类loader循环。默认情况下，委派给Bootstrap ClassLoader。
JVM性能优化
- 内存管理：合理分配新生代和老年代空间，优化垃圾回收策略。
- 线程调优：合理设置线程池大小，减少线程等待时间。
- 类加载优化：减少类加载时间，优化双亲委派机制。
通过以上优化，可有效提升JVM性能，减少内存泄漏和垃圾回收开销。
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