wordpress 首页添加链接,嘉兴seo网站建设,收费网站设计方案,做网站域名 空间1 JVM组成
1.1 JVM由那些部分组成#xff0c;运行流程是什么#xff1f; 难易程度#xff1a;☆☆☆ 出现频率#xff1a;☆☆☆☆ JVM是什么
Java Virtual Machine Java程序的运行环境#xff08;java二进制字节码的运行环境#xff09;
好处#xff1a;
一次编写运行流程是什么 难易程度☆☆☆ 出现频率☆☆☆☆ JVM是什么
Java Virtual Machine Java程序的运行环境java二进制字节码的运行环境
好处
一次编写到处运行自动内存管理垃圾回收机制 JVM由哪些部分组成运行流程是什么 从图中可以看出 JVM 的主要组成部分
ClassLoader类加载器Runtime Data Area运行时数据区内存分区Execution Engine执行引擎Native Method Library本地库接口
运行流程
1类加载器ClassLoader把Java代码转换为字节码
2运行时数据区Runtime Data Area把字节码加载到内存中而字节码文件只是JVM的一套指令集规范并不能直接交给底层系统去执行而是有执行引擎运行
3执行引擎Execution Engine将字节码翻译为底层系统指令再交由CPU执行去执行此时需要调用其他语言的本地库接口Native Method Library来实现整个程序的功能。
1.2 什么是程序计数器 难易程度☆☆☆ 出现频率☆☆☆☆ 程序计数器线程私有的每一个线程内部都有一个程序计数器内部保存的字节码的行号。用于记录正在执行的字节码指令的地址。 javap -verbose xx.class 打印堆栈大小局部变量的数量和方法的参数。 java虚拟机对于多线程是通过线程轮流切换并且分配线程执行时间。在任何的一个时间点上一个处理器只会处理执行一个线程如果当前被执行的这个线程它所分配的执行时间用完了【挂起】。处理器会切换到另外的一个线程上来进行执行。并且这个线程的执行时间用完了接着处理器就会又来执行被挂起的这个线程。那么现在有一个问题就是当前处理器如何能够知道对于这个被挂起的线程它上一次执行到了哪里那么这时就需要从程序计数器中来回去到当前的这个线程他上一次执行的行号然后接着继续向下执行。程序计数器是JVM规范中唯一一个没有规定出现OOM的区域所以这个空间也不会进行GC。1.3 你能给我详细的介绍Java堆吗? Java堆事线程共享的区域主要用来保存实例、数组等 当堆中没有内存空间可分配给实例也无法扩展的时候会抛出OOM异常。 难易程度☆☆☆ 出现频率☆☆☆☆ 线程共享的区域主要用来保存对象实例数组等当堆中没有内存空间可分配给实例也无法再扩展时则抛出OutOfMemoryError异常。 年轻代被划分为三部分Eden区和两个大小严格相同的Survivor区根据JVM的策略在经过几次垃圾收集后任然存活于Survivor的对象将被移动到老年代区间。老年代主要保存生命周期长的对象一般是一些老的对象元空间保存的类信息、静态变量、常量、编译后的代码
为了避免方法区出现OOM所以在java8中将堆上的方法区【永久代】给移动到了本地内存上重新开辟了一块空间叫做元空间。那么现在就可以避免掉OOM的出现了。 元空间(MetaSpace)介绍
在 HotSpot JVM 中永久代 ≈ 方法区中用于存放类和方法的元数据以及常量池比如Class 和 Method。每当一个类初次被加载的时候它的元数据都会放到永久代中。永久代是有大小限制的因此如果加载的类太多很有可能导致永久代内存溢出即OutOfMemoryError为此不得不对虚拟机做调优。那么Java 8 中 PermGen 为什么被移出 HotSpot JVM 了官网给出了解释http://openjdk.java.net/jeps/122
This is part of the JRockit and Hotspot convergence effort. JRockit customers do not need to configure the permanent generation (since JRockit does not have a permanent generation) and are accustomed to not configuring the permanent generation.移除永久代是为融合HotSpot JVM与 JRockit VM而做出的努力因为JRockit没有永久代不需要配置永久代。1由于 PermGen 内存经常会溢出引发OutOfMemoryError因此 JVM 的开发者希望这一块内存可以更灵活地被管理不要再经常出现这样的 OOM。
2移除 PermGen 可以促进 HotSpot JVM 与 JRockit VM 的融合因为 JRockit 没有永久代。
准确来说Perm 区中的字符串常量池被移到了堆内存中是在 Java7 之后Java 8 时PermGen 被元空间代替其他内容比如**类元信息、字段、静态属性、方法、常量**等都移动到元空间区。比如 java/lang/Object 类元信息、静态属性 System.out、整型常量等。元空间的本质和永久代类似都是对 JVM 规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于元空间并不在虚拟机中而是使用本地内存。因此默认情况下元空间的大小仅受本地内存限制。1.4 什么是虚拟机栈 难易程度☆☆☆ 出现频率☆☆☆☆ Java Virtual machine Stacks (java 虚拟机栈)
每个线程运行时所需要的内存称为虚拟机栈先进后出每个栈由多个栈帧frame组成对应着每次方法调用时所占用的内存每个线程只能有一个活动栈帧对应着当前正在执行的那个方法 垃圾回收是否涉及栈内存 垃圾回收主要指就是堆内存当栈帧弹栈以后内存就会释放栈内存分配越大越好吗 未必默认的栈内存通常为1024k1M 栈帧过大会导致线程数变少例如机器总内存为512m目前能活动的线程数则为512个如果把栈内存改为2048k那么能活动的栈帧就会减半**方法内的局部变量是否线程安全 ** 如果方法内局部变量没有逃离方法的作用范围它是线程安全的如果是局部变量引用了对象并逃离方法的作用范围需要考虑线程安全比如以下代码
栈内存溢出情况
栈帧过多导致栈内存溢出典型问题递归调用 栈帧过大导致栈内存溢出
1.5 堆和栈的区别 难易程度☆☆☆ 方面线程是否私有 异常 处理的问题 出现频率☆☆☆ 堆主要是解决实例管理的问题 栈解决的是程序运行的问题 本地方法栈与栈功能相同是一个Java调用接口调用非Java的代码 栈内存一般会用来存储局部变量和方法调用但堆内存是用来存储Java对象和数组的的。堆会GC垃圾回收而栈不会。栈内存是线程私有的而堆内存是线程共有的。两者异常错误不同但如果栈内存或者堆内存不足都会抛出异常。 栈空间不足java.lang.StackOverFlowError。 堆空间不足java.lang.OutOfMemoryEr 组成部分堆、方法区、栈、本地方法栈、程序计数器
1、堆解决的是对象实例存储的问题垃圾回收器管理的主要区域。 2、方法区可以认为是堆的一部分用于存储已被虚拟机加载的信息常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。 3、栈解决的是程序运行的问题栈里面存的是栈帧栈帧里面存的是局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。 4、本地方法栈与栈功能相同本地方法栈执行的是本地方法一个Java调用非Java代码的接口。 5、程序计数器PC寄存器程序计数器中存放的是当前线程所执行的字节码的行数。JVM工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一个需要执行的字节码指令。
1.6 能不能解释一下方法区 难易程度☆☆☆ 出现频率☆☆☆ 1.5.1 概述
方法区(Method Area)是各个线程共享的内存区域主要存储类的信息、运行时常量池虚拟机启动的时候创建关闭虚拟机时释放如果方法区域中的内存无法满足分配请求则会抛出OutOfMemoryError: Metaspace 1.5.2 常量池
可以看作是一张表虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量等信息
查看字节码结构类的基本信息、常量池、方法定义javap -v xx.class
比如下面是一个Application类的main方法执行源码如下
public class Application {public static void main(String[] args) {System.out.println(hello world);}
}找到类对应的class文件存放目录执行命令javap -v Application.class 查看字节码结构
D:\code\jvm-demo\target\classes\com\heima\jvmjavap -v Application.class
Classfile /D:/code/jvm-demo/target/classes/com/heima/jvm/Application.classLast modified 2023-05-07; size 564 bytes //最后修改的时间MD5 checksum c1b64ed6491b9a16c2baab5061c64f88 //签名Compiled from Application.java //从哪个源码编译
public class com.heima.jvm.Application //包名类名minor version: 0major version: 52 //jdk版本 flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER //修饰符
Constant pool: //常量池#1 Methodref #6.#20 // java/lang/Object.init:()V#2 Fieldref #21.#22 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;#3 String #23 // hello world#4 Methodref #24.#25 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V#5 Class #26 // com/heima/jvm/Application#6 Class #27 // java/lang/Object#7 Utf8 init#8 Utf8 ()V#9 Utf8 Code#10 Utf8 LineNumberTable#11 Utf8 LocalVariableTable#12 Utf8 this#13 Utf8 Lcom/heima/jvm/Application;#14 Utf8 main#15 Utf8 ([Ljava/lang/String;)V#16 Utf8 args#17 Utf8 [Ljava/lang/String;#18 Utf8 SourceFile#19 Utf8 Application.java#20 NameAndType #7:#8 // init:()V#21 Class #28 // java/lang/System#22 NameAndType #29:#30 // out:Ljava/io/PrintStream;#23 Utf8 hello world#24 Class #31 // java/io/PrintStream#25 NameAndType #32:#33 // println:(Ljava/lang/String;)V#26 Utf8 com/heima/jvm/Application#27 Utf8 java/lang/Object#28 Utf8 java/lang/System#29 Utf8 out#30 Utf8 Ljava/io/PrintStream;#31 Utf8 java/io/PrintStream#32 Utf8 println#33 Utf8 (Ljava/lang/String;)V
{public com.heima.jvm.Application(); //构造方法descriptor: ()Vflags: ACC_PUBLICCode:stack1, locals1, args_size10: aload_01: invokespecial #1 // Method java/lang/Object.init:()V4: returnLineNumberTable:line 3: 0LocalVariableTable:Start Length Slot Name Signature0 5 0 this Lcom/heima/jvm/Application;public static void main(java.lang.String[]); //main方法descriptor: ([Ljava/lang/String;)Vflags: ACC_PUBLIC, ACC_STATICCode:stack2, locals1, args_size10: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;3: ldc #3 // String hello world5: invokevirtual #4 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V8: returnLineNumberTable:line 7: 0line 8: 8LocalVariableTable:Start Length Slot Name Signature0 9 0 args [Ljava/lang/String;
}
SourceFile: Application.java下图左侧是main方法的指令信息右侧constant pool 是常量池
main方法按照指令执行的时候需要到常量池中查表翻译找到具体的类和方法地址去执行 1.5.3 运行时常量池
常量池是 *.class 文件中的当该类被加载它的常量池信息就会放入运行时常量池并把里面的符号地址变为真实地址 1.7 你听过直接内存吗
并不属于JVM中的内存结构不由JVM进行管理。是虚拟机的系统内存常见于 NIO 操作时用于数据缓冲区分配回收成本较高但读写性能高减少了从系统内存到Java堆内存的拷贝不受JVM内存回收管理 难易程度☆☆☆ 出现频率☆☆☆ 不受 JVM 内存回收管理是虚拟机的系统内存常见于 NIO 操作时用于数据缓冲区分配回收成本较高但读写性能高不受 JVM 内存回收管理
举例
需求在本地电脑中的一个较大的文件超过 100m从一个磁盘挪到另外一个磁盘 代码如下
/*** 演示 ByteBuffer 作用*/
public class Demo1_9 {static final String FROM E:\\编程资料\\第三方教学视频\\youtube\\Getting Started with Spring Boot-sbPSjI4tt10.mp4;static final String TO E:\\a.mp4;static final int _1Mb 1024 * 1024;public static void main(String[] args) {io(); // io 用时1535.586957 1766.963399 1359.240226directBuffer(); // directBuffer 用时479.295165 702.291454 562.56592}private static void directBuffer() {long start System.nanoTime();try (FileChannel from new FileInputStream(FROM).getChannel();FileChannel to new FileOutputStream(TO).getChannel();) {ByteBuffer bb ByteBuffer.allocateDirect(_1Mb);while (true) {int len from.read(bb);if (len -1) {break;}bb.flip();to.write(bb);bb.clear();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}long end System.nanoTime();System.out.println(directBuffer 用时 (end - start) / 1000_000.0);}private static void io() {long start System.nanoTime();try (FileInputStream from new FileInputStream(FROM);FileOutputStream to new FileOutputStream(TO);) {byte[] buf new byte[_1Mb];while (true) {int len from.read(buf);if (len -1) {break;}to.write(buf, 0, len);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}long end System.nanoTime();System.out.println(io 用时 (end - start) / 1000_000.0);}
}io用时182.7593
directBuffer用时
98.4438T可以发现使用传统的IO的时间要比NIO操作的时间长了很多了也就说NIO的读性能更好。
这个是跟我们的JVM的直接内存是有一定关系如下图是传统阻塞IO的数据传输流程 下图是NIO传输数据的流程在这个里面主要使用到了一个直接内存不需要在堆中开辟空间进行数据的拷贝jvm可以直接操作直接内存从而使数据读写传输更快。 1.8 堆栈的区别是什么 难易程度☆☆☆ 出现频率☆☆☆☆ 1、栈内存一般会用来存储局部变量和方法调用但堆内存是用来存储Java对象和数组的的。堆会GC垃圾回收而栈不会。
2、栈内存是线程私有的而堆内存是线程共有的。
3,、两者异常错误不同但如果栈内存或者堆内存不足都会抛出异常。
栈空间不足java.lang.StackOverFlowError。
堆空间不足java.lang.OutOfMemoryError。
参考黑马【新版Java面试专题视频教程java八股文面试全套真题深度详解含大厂高频面试真题】 https://www.bilibili.com/video/BV1yT411H7YK/?p123share_sourcecopy_webvd_sourcefcae3ca58a4c2446a58b5aaacbaa4bbev
