Java代码的执行过程
首先在执行前把Java代码编译成字节码（ByteCode）。然后由JVM执行字节码。
字节码执行涉及字节码的解释、编译，以及解释/编译代码的执行。
Java程序在执行过程中即存在解释执行也存在编译执行，还存在编译优化（Just-In-Time）。
Java执行架构图
C1编译器速度快，比那一质量低。
C2编译器时间长，但是质量高。
C++面向对象的支持：
- 封装支持：通过把this放在参数列表中，将成员函数转化成C语言的普通函数。
- 继承支持：编译器把父类的成员变量全部复制到子类中实现继承。
- 多态支持：
- 静态多态：对函数名进行编码（name mangling）生成唯一的一个函数名。
- 动态多态：函数重写（override），通过虚函数实现。生成一个虚函数表，存放编译后的函数地址。
GC算法分类：
引用计数（reference count）法和可达性分析（tracing）法（也称为根引用分析法）。
引用计数法实现方便，但是存在一些问题：
- 并发场景中，为了使计数器的修改同步，需要使用很复杂的无锁算法。
- 引用计数在对象回收时会引发链式反应，所以回收时时间不可控。
- 无法有效的解决循环引用的问题。
JVM使用的是可达性分析法。
GC对象的表示方式：
在移动式的GC算法中，为了保证对象在GC过程中只移动一次，通常需要记录对象移动前后的映射关系，记录信息的方式有多种。
早期的GC实现中倾向于记录在对象头中，而最新的垃圾回收实现因为算法的复杂性，可能需要借助额外的数据结构来保证GC的正确性。
promoted的状态，promo_bits通过重用加锁位（11）来保存对象头。【这块没看懂】
GC算法概述
GC算法到目前为止基本没有太大的创新，可以分为复制算法（Copying GC）、标记清除（Mark-Sweep GC）和标记压缩（Mark-Compact GC）。
复制算法
复制算法空间利用率有限，但是效率很高，而且没有碎片化问题。
将空间分成两份，From Space和 To Space，From用于应用的内存分配，To用于执行GC时活跃对象的转移，GC执行时会将所有活跃对象转移到To中。GC完成后From和To交换。
这个算法有个缺点，内存利用率只有50%。JVM对复制算法进行了优化，分成3个部分：Eden、Survivor0、Survivor1。通常比例为8:1:1，这个分配的依据是，大部份的对象都会很快死亡。
标记清除算法
标记清除算法空间利用率高，但是要考虑内存分配和碎片化的问题。
标记清除算法使用链表的方式来管理内存。在GC时先遍历所有活跃对象，然后再将非活跃对象释放并加入空闲链表，这就需要额外的控制策略，将会在之后的章节中展示更多细节。
标记压缩算法
标记压缩算法用来解决标记清除算法的碎片化问题，一般作为保底方法。
分代回收
按对象的生命周期进行划分新生代和老生代，新生代对象生命周期短使用复制算法进行管理，老生代使用标记清除算法管理。
新老生代的周期管理有弱分代理论假设和强分代理论假设两种：
- 弱分代理论假设：对象分配后内存很快使用，并且使用后很快就不再使用（内存可以释放）。
- 强分代理论假设：假定对象长期存活，未来此类对象还长期存活。
目前弱分代理论在高级语言中普遍得到证实和认可。强弱分代理论在JVM中均有体现。
固定和浮动边界：浮动边界对使用者友好，但是实现难度增加很多，只有一款垃圾回收器实现了边界浮动，并在JDK15中移除。
GC的根
JVM中存在两种类型的根：强根/弱根。强根时真正的根，标记活跃对象。弱根只是为了支持语言特性。
强根
会进行精确GC，对此会额外消耗15%-40%的性能，但是一旦缺少了一个根会导致遗漏一些活动对象。
弱根
- 软引用：对象只有满足一些条件才会进行回收。
- 弱引用：在垃圾回收时发现内存不足时回收。
- 虚引用：需要一个引用队列，对象被执行后可以被GC回收。
- Finalize：如果Java类重载了Finalize()函数，则需要通过Finalize线程处理。
软引用/弱引用：GC时需要额外标记，在强根遍历结束后再根据策略处理。
虚引用/Finalize引用：GC时也需要额外记录，当GC结束后，引用对象可以在下一次GC执行过程中回收。
JVM中根的构成
- 类元数据对象
- Java对象
- Universe，Java程序运行时需要的一些全局对象
- Monitor，全局监视器对象
- JNI，JVM执行本地代码时使用API产生的对象
- JVMTI，使用JVM提供的接口用于调试、分析Java程序
- System Dictionary，JVM在设计类加载时，对于基本的类会单独加载，单独标记
- Management 是JVM提供的内存管理API
- AOT，在JDK9之后引入了提前编译
- 语言特性的弱引用
- JVM弱根，例如管理String中intern产生的对象
安全点
GC运行时，为了遍历对象的引用关系，需要暂停程序运行，防止程序修改对象的引用关系导致标记错误。暂停程序就是STW（Stop The World）。
STW涉及的第一个概念就是安全点（safepoint），让VMThread能够原子地运行，不受Mutator干扰；实现简单。
解释线程进入安全点
解释器执行完当前字节码然后暂停。
解释进程进入安全点时间可控，最大等待时间是一条字节码的时间。
编译线程进入安全点
需要添加额外代码让编译代码执行时可以主动暂停。指令多少的权衡，指令类型的权衡。
本地线程进入安全点
在本地线程进入Java时暂停。
JVM内部并发线程进入安全点
一种不访问堆，就不影响GC；如果访问堆，会主动挂起，等待GC结束唤醒。
