JVM内存模型

1、Write once，Run Anywhere

Java在诞生之初就提出了“Write once，Run Anywhere”的口号，只要写了一份代码，就可以在多平台运行（windows、Linux），而能做到这一切的基础便是JVM，只需要在不同的操作系统上装好JDK（JAVA DEVELOPMENT KIT），这里的JDK是java语言、运行环境、核心类库的统称。

2、JDK

2.1、JDK体系结构

体系结构图如下所示：

主要分成了三大类：
JDK：Java Development Kit，在jre的基础上还包括了java语言以及一些java工具，提供编译、监视、调试等功能。

JRE：Java Runtime Environment，java的运行环境，包含了开发者环境，用户工具包，标准类库以及虚拟机等等。

JAVA SE API：主要指的是java官方提供的标准类和接口。

2.2、跨平台特性

我们编写好的java代码（.java）通过javac这个工具编译成JVM可识别的字节码文件（.class）,再通过类加载器在JVM加载到内存中，在不同的平台JVM会自己翻译成对应的机器码，从而实现跨平台的功能。

3、整体结构与内存模型

3.1整体结构

大概的结构如下图所示：

 

3.2内存模型

java运行时内存主要分成了五个区，包括堆、栈、方法区、本地方法区、程序计数器。详细介绍在上一篇文章中有，地址：JVM性能调优_Arura_Owl的博客-优快云博客

下面结合代码一起理解一下这五个区：

public class Demo {
    // 静态常量1
    private static final int d = 11;

    // 静态常量2
    private static final int d = 11;

    // 静态方法1
    public static int childDemo(){
        int a = 0;
        int b = 1;
        int c = 2;
        int abc = a + b + c;
        return abc;
    }

    // 静态方法2
    private static final void finalTest(){
        System.out.println("finalTest");
    }

    // main方法
    public static void main(String[] args) {
        int res = childDemo();
        System.out.println(res);
    }
}

在执行这个Demo类的main方法的时候，会编译然后加载这个文件，我们在加上断点后能看到目前进入到了主方法，等待执行第一句语句，此时的d和e已经有值了，因为在启动时，静态变量会直接加载进内存，这一部分数据是在堆中的，可以被其他线程共享使用。

 继续向下走，进入childDemo子方法

 到这一步时，又多了a和b的值，只有调用了childDemo这个方法时，方法里创建的变量赋值语句才会运行，而这一部分数据是存放在栈中，每一个方法以栈帧的形式按照先进后出的顺序存放在栈中。

 当这个childDemo的生命周期结束时，a、b、c以及abc的生命周期也随着childDemo一起结束。

4、JVM内存参数

jvm内存分区如下图所示：

 主要有以下几个参数：

-Xss：表示每个线程栈的大小

-Xms：表示堆空间的初始可用大小，默认为物理内存的1/64

-Xmx：表示堆空间的最大可以大小，默认为物理内存的1/4(这个参数在应用程序中是一定要指定的)

-Xmn：表示新生代(年轻代)的大小

-XX:NewRatio：默认为2，表示新生代占年老代的1/2，占整个堆内存的1/3。

-XX:SurvivorRatio：默认为8，表示一个survivor区占用1/8的Eden内存，即1/10的新生代内存。

-XX:MaxMetaspaceSize： 设置元空间最大值， 默认是-1， 即不限制， 或者说只受限于本地内存大小。

-XX:MetaspaceSize： 指定元空间触发Full Gc的初始阈值(元空间无固定初始大小)， 以字节为单位，默认是21M左右，达到该值就会触发full gc进行类型卸载， 同时收集器会对该值进行调整： 如果释放了大量的空间， 就适当降低该值； 如果释放了很少的空间， 那么在不超过-XX：MaxMetaspaceSize（如果设置了的话） 的情况下， 适当提高该值。

由于调整元空间的大小需要Full GC，这是非常昂贵的操作，如果应用在启动的时候发生大量Full GC，通常都是由于永久代或元空间发生了大小调整，基于这种情况，一般建议在JVM参数中将MetaspaceSize和MaxMetaspaceSize设置成一样的值，并设置得比初始值要大，对于8G物理内存的机器来说，一般推荐将这两个值都设置为256M。