Program Counter Register 程序计数器(寄存器)
作用:是记录下一条 jvm 指令的执行地址行号。
特点:
是线程私有的不会存在内存溢出 1.2 作用
运行流程:
JVM指令 --> 解释器解释 --> 翻译成机器码 -->CPU运行程序计数器会记住下一条jvm指令的执行地址。当cpu运行完后,解释器会去程序计数器中拿到行号指向下一条指令进行解释。
多线程环境:
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 2.1 定义
Java Virtual Machine Stacks (Java 虚拟机栈)
每个线程运行需要的内存空间,称为虚拟机栈每个栈由多个栈帧(frame)组成,对应着每次调用方法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方法
问题辨析:
垃圾回收是否涉及栈内存?
不会。栈内存是方法调用产生的,方法调用结束后会弹出栈。
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?
如果方法内的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,并逃离了方法的作用范围,那就要考虑线程安全问题 2.2 栈内存溢出
栈帧过多导致栈内存溢出栈帧过大导致栈内存溢出 3.本地方法栈
一些带有 native 关键字的方法就是需要 JAVA 去调用本地的C或者C++方法,因为 JAVA 有时候没法直接和操作系统底层交互,所以需要用到本地方法栈,服务于带 native 关键字的方法。
4.堆 4.1 定义 Heap 堆
通过new关键字创建的对象都会被放在堆内存
特点
它是线程共享,堆内存中的对象都需要考虑线程安全问题有垃圾回收机制 4.2 堆内存溢出
java.lang.OutofMemoryError :java heap space、堆内存溢出
可以使用 -Xmx8m 来指定堆内存大小。
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id jconsole 工具
图形界面的,多功能的监测工具,可以连续监测 5.方法区 5.1 定义
与Java堆一样,是一块独立的空间,也是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
5.2 组成 5.3 方法区内存溢出1.8 之前会导致永久代内存溢出
使用 -XX:MaxPermSize=8m 指定永久代内存大小 1.8 之后会导致元空间内存溢出
使用 -XX:MaxmetaspaceSize=8m 指定元空间大小 5.4 运行时常量池
首先看看常量池是什么,编译如下代码:
//二进制字节码包含(类的基本信息,常量池,类方法定义,包含了虚拟机的指令)public class HelloWorld { public static void main(String[] args){ System.out.println("Hello World"); }}
然后使用 javap -v Test.class 命令反编译查看
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
常量池中的字符串仅是符号,只有在被用到时才会转化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字符串常量拼接的原理是编译器优化可以使用intern方法,主动将串池中还没有的字符串对象放入串池中
intern方法 1.8
调用字符串对象的 intern 方法,会将该字符串对象尝试放入到串池中
如果串池中没有该字符串对象,则放入成功如果有该字符串对象,则放入失败
无论放入是否成功,都会返回串池中的字符串对象
例一:
public static void main(String[] args) {// "a" "b" 被放入串池中String s = new String("a") + new String("b"); // 堆 new String("a") new String("b") new String("ab") String s2 = s.intern(); // 因为堆内存与串池中的 "ab" 是同一个对象,所以以下两条语句打印的都为 trueSystem.out.println(s2 == "ab" );System.out.println(s == "ab");}
例二:
public static void main(String[] args){ // "ab" "a" "b" 被放入串池中 String x = "ab"; String s = new String("a") + new String("b"); // 堆 new String("a") new String("b") new String("ab") String s2 = s.intern(); // true false System.out.println(s2 == "ab" ); System.out.println(s == "ab"); }
5.6 StringTable 的位置 jdk1.6 StringTable 位置是在永久代中。
jdk1.8 StringTable 位置是在堆中。
StringTable中存储的虽然是字符串常量,依旧会被垃圾回收
5.8 StringTable 性能调优调整 -XX:StringTableSize=桶个数考虑将字符串对象是否入池 6.直接内存 6.1定义
Direct Memory
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 6.2 使用直接内存的好处
文件读写流程:
因为 java 不能直接操作文件管理,需要切换到内核态,调用本地方法进行操作,然后读取磁盘文件,会在系统内存中创建一个缓冲区,将数据读到系统缓冲区, 然后在将系统缓冲区数据复制到 java 堆内存中。缺点是数据存储了两份,在系统内存中有一份,java 堆中有一份。
使用了 DirectBuffer 文件读取流程
操作系统和 Java 代码都可以直接访问的一块区域,从而提高了效率。
直接内存的回收不是通过 JVM 的垃圾回收来释放的使用了 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
//一般做JVM调优,会加上如下代码-XX:+DisableExplicitGC // 静止显示的GC,使下面代码失效System.gc();//显式的垃圾回收(Full GC),会回收新生代和老年代,使程序执行时间较长
根据黑马程序员JVM课程,编写笔记
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