学校网站建设的重要意义,管理系统定制开发流程,263企业网盘,wordpress无法查看发布一. 前言
1、什么是 JVM?
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一次编写#xff0c;到处运行自动内存管理#xff0c;垃圾回收功能数组下标越…一. 前言
1、什么是 JVM?
1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 2好处
一次编写到处运行自动内存管理垃圾回收功能数组下标越界检查多态
3比较 jvm jre jdk的关系如下图
2、学习 JVM 有什么用 ?
面试理解底层的实现原理中高级程序员的必备技能
3、常见的JVM 4、学习路线 二、内存结构
1、程序计数器
1定义 Program Counter Register 程序计数器寄存器 作用是记住下一条jvm指令的执行地址 特点
是线程私有的不会存在内存溢出
2作用
0: getstatic #20 // PrintStream out System.out;
3: astore_1 // --
4: aload_1 // out.println(1);
5: iconst_1 // --
6: invokevirtual #26 // --
9: aload_1 // out.println(2);
10: iconst_2 // --
11: invokevirtual #26 // --
14: aload_1 // out.println(3);
15: iconst_3 // --
16: invokevirtual #26 // --
19: aload_1 // out.println(4);
20: iconst_4 // --
21: invokevirtual #26 // --
24: aload_1 // out.println(5);
25: iconst_5 // --
26: invokevirtual #26 // --
29: return解释器会解释指令为机器码交给 cpu 执行程序计数器会记录下一条指令的地址行号这样下一次解释器会从程序计数器拿到指令然后进行解释执行。多线程的环境下如果两个线程发生了上下文切换那么程序计数器会记录线程下一行指令的地址行号以便于接着往下执行。
2、虚拟机栈
1定义 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
问题辨析
垃圾回收是否涉及栈内存 不涉及栈内存栈内存是在方法调用时产生的栈帧在每次弹出栈后会被自动回收掉。栈内存分配越大越好吗 不是。因为物理内存是一定的栈内存越大可以支持更多的递归调用但是可执行的线程数就会越少。方法内的局部变量是否线程安全 如果方法内部的变量没有逃离方法的作用访问它是线程安全的-如果是局部变量引用了对象并逃离了方法的访问那就要考虑线程安全问题。
2栈内存溢出 报错 java.lang.StackOverFlowError 栈帧过多会导致栈内存溢出。常发生在递归调用过多或循环引用问题栈帧过大会导致栈内存溢出 -Xss指令可以为虚拟机栈分配内存大小。
3线程运行诊断 案例cpu 占用过多
用top定位哪个进程对cpu的占用过高ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 进程id 用ps命令进一步定位是哪个线程引起的cpu占用过高jstack 进程id 可以根据线程id 找到有问题的线程进一步定位到问题代码的源码行号
3、本地方法栈
java 语言调用其他语言的方法或接口实现更底层的应用和操作本地方法栈就是用来存储的。例如 java 中的 native 关键字所引用的就是 c 或 c 的方法。
4、堆
1定义 Heap 堆
对于Java应用程序来说Java堆Java Heap是虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所 有线程共享的一块内存区域在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例Java 世界里“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。
特点
它是线程共享的堆中对象都需要考虑线程安全的问题有垃圾回收机制
2堆内存溢出 报错java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space -Xmx 指令可以指定堆内存大小。
3堆内存诊断
jps 工具 查看当前系统中有哪些 java 进程jmap 工具 查看堆内存占用情况 jmap - heap 进程idjconsole 工具 图形界面的多功能的监测工具可以连续监测jvisualvm 工具
5、方法区
1定义 方法区和堆一样是各个线程共享的内存区域存储了每个类的结构例如成员变量、静态变量、方法数据、成员方法、构造器和运行时常量池。 虽然方法区逻辑上是堆的一部分但是简单的实现可以不同方法区只是一个规范例如jdk8之前hotspot虚拟机的永久代就是方法区的实现方式之一。jdk8后使用hotspot虚拟机使用元空间的方式实现方法区也就是在本地内存来实现元空间。
2组成 3方法区内存溢出 jdk1.8之前 报错java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space jdk1.8之后 报错java.lang.OutOfMemoryError: Meta space 使用 -XX:MaxPermSize8m 指定永久代内存大小 使用 -XX:MaxMetaspaceSize8m 指定元空间大小 场景
springmybatis cglib
4运行时常量池 运行时常量池Runtime Constant Pool是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字 段、方法、接口等描述信息外还有一项信息是常量池表Constant Pool Table用于存放编译期生 成的各种字面量与符号引用这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。 在 *.class 文件目录下使用javap -v ./HelloWorld.class查看二进制字节码类基本信息常量池类方法定义包含了虚拟机指令
常量池就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
5StringTable
StringTable 底层是 HashTable 存储的字符串是唯一的不能扩容。
常量池中的信息都会被加载到运行时常量池中这时 a b ab 都是常量池中的符号还没有变为 java 字符串对象
public static void main(String[] args) {String s1 a; // 默认懒加载String s2 b;String s3 ab; // 在 StringTable 字符串常量池中创建String s4 s1 s2; // new StringBuilder().append(a).append(b).toString(); new String(ab); 在堆中创建的对象String s5 a b; // javac 在编译期间的优化结果已经在编译期间确定为 ab,即 s5 s3 - true
}6StringTable 的特性
常量池中的字符串仅是符号第一次用到时才变为对象利用串池的机制来避免重复创建字符串对象字符串变量拼接的原理是 StringBuilder 1.8字符串常量拼接的原理是编译期优化可以使用 intern 方法主动将串池中还没有的字符串对象放入串池 1.8 将这个字符串对象尝试放入串池如果有则直接返回串池中的对象如果没有则放入串池 会把串池中的对象返回1.6 将这个字符串对象尝试放入串池如果有则直接返回串池中的对象如果没有会把此对象复制一份放入串池 会把串池中的对象返回
例1
// 在 jdk1.8中
public class Main{public static void main(String[] args) {// 串池StringTable[a, b]// 堆 new String(a), new String(b), new StringBuilder() * 3, new String(ab)String s new String(a) new String(b); //一共创建了 6 个对象// TODO: 字符串对象s调用intern()方法, 由于串池中没有ab将 s 放入串池中直接返回串池中的对象String s2 s.intern(); String x ab; // 取出串池中的 abSystem.out.println( s2 x); // trueSystem.out.println( s x ); // true}
}例2
// 在 jdk1.6中
public class Main{public static void main(String[] args) {// 串池StringTable[a, b]// 堆 new String(a), new String(b), new StringBuilder() * 3, new String(ab)String s new String(a) new String(b); //一共创建了 6 个对象// TODO: 字符串对象s调用intern()方法, 由于串池中没有ab, 字符串对象s会被复制一份放到串池中返回串池中的对象String s2 s.intern(); String x ab; // 取出串池中的 abSystem.out.println( s2 x); // trueSystem.out.println( s x ); // false}
}7StringTable的位置
jdk1.6 StringTable 位置是在永久代中1.8 StringTable 位置是在堆中。
8StringTable垃圾回收 添加虚拟机参数-Xmx10m -XX:PrintStringTableStatistics -XX:PrintGCDetails -verbose:gc
public class Demo1_7 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {int i 0;try {for (int j 0; j 10000; j) { // j100, j10000String.valueOf(j).intern();i;}} catch (Throwable e) {e.printStackTrace();} finally {System.out.println(i);}}
}[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 2048K-496K(2560K)] 2048K-720K(9728K), 0.0015984 secs] [Times: user0.00 sys0.00, real0.00 secs]
10000 # 10000个字符被GC回收了一部分
...
StringTable statistics:
Number of buckets : 60013 480104 bytes, avg 8.000
Number of entries : 5671 136104 bytes, avg 24.000
Number of literals : 5671 346048 bytes, avg 61.021 # 字符串常量池中的字符串
Total footprint : 962256 bytes9StringTable性能调优
如果需要添加的字符串常量的数量很多可以适当增加HashTable桶的个数来减少字符串放入串池所需要的时间。
-XX:StringTableSize桶个数最少设置为 1009 以上考虑将字符串对象是否入池 可以通过 intern 方法减少重复入池
6、直接内存
1定义
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
2分配和回收原理
使用了 Unsafe 对象完成直接内存的分配回收并且回收需要主动调用 freeMemory 方法ByteBuffer 的实现类内部使用了 Cleaner 虚引用来监测 ByteBuffer 对象一旦 ByteBuffer 对象被垃圾回收那么就会由 ReferenceHandler 线程通过 Cleaner 的 clean 方法调 用 freeMemory 来释放直接内存。
在进行JVM调优时尝试用-XX:DisableExplicitGC指令可以防止我们自己手动的进行垃圾回收 (System.gc())。 但是在直接内存中JVM无法自动对直接内存进行垃圾回收我们可以通过 Unsafe 中的 freeMemory 方法手动释放内存
