JVM學習筆記——初識JVM

時間 2019-12-07

標籤 jvm 學習筆記欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

簡述

"Write Once，Run Anywhere"(一次編譯，處處運行)是sun宣傳Java語言所提出的口號。Java語言跨平臺的特性與Java虛擬機的存在密不可分。Java源代碼經過編譯生成.class文件字節碼後再被JVM解釋轉化爲目標機器代碼，處處運行的關鍵與前提就是JVM。因此並非Java語言自己能夠能夠跨平臺，而是在不一樣的平臺都有可讓Java語言運行的環境而已。在能夠運行Java虛擬機的地方都內含一個JVM操做系統，從而使JAVA提供了各類不一樣平臺上的虛擬機制，因而可知導出運行的關鍵就是JVM。java

JVM內存區域

JVM結構數據結構

線程共享區域

堆

①Java堆是Java虛擬機管理的內存中最大的一塊。
②堆中存放對象實例，幾乎全部的對象實例都在這裏分配內存，因此是GC主要區域。
③不須要連續的內存
④若堆中沒有內存完成實例分配，則會拋出OutOfMemoryError異常

方法區

①存儲已被虛擬機加載的類信息(類名、訪問修飾符、字段描述、方法描述等)、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼等數據
②運行時常量池是方法區的一部分
③這區域的內存回收目標主要是針對常量池的回收和對類型的卸載
④不須要連續的內存，方法區gc性價比較低，gc頻率遠沒有堆中高
⑤若方法區沒法知足內存分配需求時，則會拋出OutOfMemoryError異常

線程隔離區域(隨線程而生，隨線程而滅)

虛擬機棧

①生命週期與線程相同，管理Java方法執行的內存模型
②方法執行建立棧幀(棧幀所需內存在類結構肯定下來時就被已知，不考慮JIT優化)用於存儲局部變量表、操做數棧、動態連接、方法出口等信息
③棧的大小決定了方法調用的深度（遞歸多少層次，或嵌套調用多少層其餘方法)
④若線程請求的棧深度大於虛擬機所容許的深度，則拋出StackOverflowError異常
⑤若棧中無憂內存可分配，則拋出OutOfMemoryError異常

本地方法棧

①與虛擬機棧功能相似，但管理的不是Java方法，而是本地native方法
②一樣也會出現StackOverflowError、OutOfMemoryError異常

程序計數器

①線程執行Java方法，計數器記錄正在執行的虛擬機字節碼指令地址;執行native方法，計數器爲空(Undefined)
②此區域不會出現OutOfMemoryError異常

OOM

堆溢出

不斷建立對象oracle

/**
     * VM Args:-Xmx10m
     */
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        while (true){
            list.add(new Object());
        }
    } 
複製代碼

結果:
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

ide

棧溢出

StackOverflowError異常:

遞歸調用佈局

private void test(){
        test();
    }
    public static void main(String[] args) {
        new StackTest().test();
    }
複製代碼

結果:
java.lang.StackOverflowError

優化

OutOfMemoryError異常:

/**
 * VM Args:-Xss2M
 * @author zzm
 */
public class JavaVMStackOOM {

    private void dontStop(){
        while (true){
        }
    }

    public void stackLeakByThread(){
        while(true){
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    dontStop();
                }
            });
            thread.start();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        JavaVMStackOOM oom = new JavaVMStackOOM();
        oom.stackLeakByThread();
    }

}
複製代碼

本人運行了一下果真像書(深刻理解Java虛擬機)中所說電腦重啓了，Windows系統的同窗謹慎運行spa

方法區溢出

/**
 * VM Args:-XX:MetaspaceSize=10M -XX:MaxMetaspaceSize=10M (jdk8)
 * -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M(jdk7)
 * @author zzm
 */
public class Test {

    static class OOMOjbect{}

    public static void main(String[] args) {
        while(true){
            Enhancer eh = new Enhancer();
            eh.setSuperclass(OOMOjbect.class);
            eh.setUseCache(false);
            eh.setCallback(new MethodInterceptor(){
                @Override
                public Object intercept(Object arg0, Method arg1,
                                        Object[] arg2, MethodProxy arg3) throws Throwable {
                    return arg3.invokeSuper(arg0, arg2);
                }

            });
            eh.create();
        }
    }
}
複製代碼

本人用的是jdk8，輸出結果:
java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace操作系統

對象的內存佈局

對象在內存中佈局能夠分紅三塊區域:對象頭、實例數據和對齊填充
線程

對象頭

對象頭包括兩部分信息:
設計

運行時數據:

運行時數據包括哈希碼(HashCode)、GC分代年齡、鎖狀態標誌、線程持有的鎖、偏向鎖ID和偏向時間戳等，這部分數據在32位和64位虛擬機中的長度分別爲32bit和64bit，官方稱爲"Mark Word"。Mark Word被設計成非固定的數據結構，以實如今有限空間內保存儘量多的數據。Mark Word的存儲內容以下：

存儲內容	標誌位	狀態
對象哈希碼、對象分代年齡	01	未鎖定
指向鎖記錄的指針	00	輕量級鎖定
指向重量級鎖的指針	10	膨脹(重量級鎖定)
空，不須要記錄信息	11	GC標記
偏向線程ID、偏向時間戳、對象分代年齡	01	可偏向