JVM探究

JVM深入解析
最新推荐文章于 2025-05-23 17:58:23 发布
原创 最新推荐文章于 2025-05-23 17:58:23 发布 · 131 阅读 · 0 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#java #开发语言

本文深入探讨JVM的架构与工作原理，包括类加载机制、内存区域划分如堆、栈及方法区等。详解垃圾回收机制及其算法，如复制算法、标记清除算法等，并介绍Java内存模型(JMM)的概念。

JVM探究

  1. JVM的位置
    在这里插入图片描述

  2. JVM的体系结构

    2. 栈，本地方法栈，程序计数器不会有垃圾回收（栈如果有垃圾，会将整个程序堵住）

    3. 方法区以及堆产生垃圾

    4. JVM主要调堆

  3. 类加载器

    1. 作用：加载Class文件

    2. 实例化的对象，其名字在栈里面

    3. 在这里插入图片描述

    4. 虚拟机自带的加载器

    5. 启动类（根）加载器

    6. 扩展类加载器

    7. 应用程序（系统类）加载器

  4. 双亲委派机制

    1. 最终执行的是根加载器
    2. App->EXc ->Boot

  5. 沙漏安全机制

  6. NAtive

    1. 凡是带了native关键字的，说明Java的作用范围达不到，会去调用底层c语言的库！
    2. 会进入本地方法栈
    3. 调用本地方法接口 JNI（Java Native Interface）
    4. JNI作用：扩展Java的使用，融合不同的编程语言为Java所用！
    5. 它在内存区域专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack 登记native方法
    6. 在最终执行的时候，加载本地方法库中的方法通过JNI
    7. 或者硬件：Java程序驱动打印机，管理系统，Robot（）类等

  7. pc寄存器

  8. 方法区

  9. 栈

    1. Java对象在内存中实例化

      1. 最初代码执行时在这里插入图片描述

      2. 代码执行，类中的成员变量和方法会先进去到方法区代码执行，类中的成员变量和方法会先进去到方法区[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dPgYxVz8-1653494209896)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220520211340496.png)]

      3. 程序执行到main方法时，main方法会被压入到栈中程序执行到main方法时，main方法会被压入到栈中[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Iy2wAgOV-1653494209897)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220520211856531.png)]

      4. 执行到Person person = new Person（）；会在栈中创建Person类的引用，会在堆中存放实例化的对象，然后将成员变量和成员方法压在实例中（都是取得成员变量和成员方法地址值）执行到Person person = new Person（）；会在栈中创建Person类的引用，会在堆中存放实例化的对象，然后将成员变量和成员方法压在实例中（都是取得成员变量和成员方法地址值）[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qe9StGLJ-1653494209897)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220520213346072.png)]

      5. 接下来person对象进行赋值，person.name="小二";person.age=13;person.height=180.0;先在栈区找到person，然后根据地址值找到new Person（）进行赋值操作[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xDoASnC5-1653494209898)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220521154847797.png)]

      6. 在方法体void（）被调用完成后，就会立刻马上从栈内弹出（出栈） ；最后，在main（）函数完成后，main（）函数完成后也会出栈[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BlCDWIab-1653494209898)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220522143305635.png)]

  10. 三种Jvm

    1. sun公司
    2. BEA HRockit
    3. IBM J9 VM
    4. 我们学习的都是：HotSPot

  11. 堆

    1. Heap，一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的
    2. 类加载器读取了类文件后，一般会把类，方法，常量，变量~，保存我们所引用类型的真实对象
    3. 堆内存还细分为三个区：

      1. 新生区 (伊甸园区) Young/New

      2. 养老区 Old

      3. 永久区 Perm

      4. [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OcmxyWhV-1653494209899)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220522145315619.png)]

      5. GC垃圾回收 ，主要是在伊甸园区和养老区

  12. 新生区，老生区

    1. 新生区：
      1. 类：诞生和成长的地方，甚至死亡
      2. 伊甸园区 所有的对象都在伊甸园区new出来的
      3. 幸存者区（0，1）

  13. 永久区

    1. 这个区域常驻内存。用来存放JDK自身携带的Class对象，Interface元数据，存储的是Java运行时一些环境或类信息，这个区域不存在垃圾回收！关闭JVM虚拟机就会释放这个区域的内存

    2. 一个启动类，加载了大量第三方jar包。tomocat部署了太多的应用，大量动态生成的反射类，不断的被加载，知道内存溢出（oom）

    3. jdk1.6之前 ：永久代，常量池在方法区；

    4. jdk1.7 ：永久代，但是 慢慢退化、去永久代，常量池在堆中

    5. jdk1.8之后 ：无永久代，常量池在元空间

    6. oom的排错：默认情况下：分配的总内存是电脑内存的1/4，而初始化的内存：为电脑内存的1/64

      1. 1.尝试扩大堆内存看结果
      2. 分析内存，看一下哪个地方出现了问题（专业工具）

    7. -Xms1024m -Xmx2014m -XX:+PrintGCDetails //修改初始内存和最大内存 ，打印GC垃圾回收信息

    8. -Xms1m -Xmx1m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError //打印Dump文件

    9. 元空间，逻辑上存在，物理上不存在

    10. [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dSVVKvtO-1653494209899)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220523230724606.png)]

    11. 在一个项目中，突然出现了OOM故障，如何排除？

      1. 能够看到第几行代码出错：内存快照分析，MAT,Jprofiler
      2. Debug,一行一行代码分析

    12. MAT,Jprofiler作用

      1. 分析Dump内存文件，快速定位内存泄漏
      2. 获得堆中数据
      3. 获得大的对象
      4. ~

  14. 堆内存调优

  15. GC

  16. GC常用算法

  17. JMM

    1. JMM：（Java memory model的缩写）

    2. 作用：缓存一致性协议，用于定义数据读写的规则（遵守，找到这个规则）

    3. JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（main memory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（local memory）

    4. [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1nDRTpLm-1653494209900)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220525232959461.png)]

    5. 解决共享对象可见性这个问题：volitale，synchronized

    6. 内存交互操作

      1. lock锁定
      2. unlock解锁
      3. read读取
      4. load载入
      5. use使用
      6. assign赋值
      7. store存储
      8. writer写入

    7. Java内存模型还规定了执行上述8种基本操作时必须满足如下规则:

      （1）不允许read和load、store和write操作之一单独出现（即不允许一个变量从主存读取了但是工作内存不接受，或者从工作内存发起会写了但是主存不接受的情况），以上两个操作必须按顺序执行，但没有保证必须连续执行，也就是说，（必须）read与load之间、store与write之间是可插入其他指令的。

      （2）不允许一个线程丢弃它的最近的assign操作，即变量在工作内存中改变了之后必须把该变化同步回主内存。

      （3）不允许一个线程无原因地（没有发生过任何assign操作）把数据从线程的工作内存同步回主内存中。

      （4）一个新的变量只能从主内存中“诞生”，不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化（load或assign）的变量，换句话说就是对一个变量实施use和store操作之前，必须先执行过了assign和load操作。

      （5）一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其执行lock操作，但lock操作可以被同一个条线程重复执行多次，多次执行lock后，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会被解锁。

      （6）如果对一个变量执行lock操作，将会清空工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，需要重新执行load或assign操作初始化变量的值。

      （7）如果一个变量实现没有被lock操作锁定，则不允许对它执行unlock操作，也不允许去unlock一个被其他线程锁定的变量。

      （8）对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存（执行store和write操作）。

  18. GC垃圾回收器

    1. [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LOIH2POQ-1653494209900)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220524153453047.png)]

    2. JVM在进行GC时，并不是对这三个区域统一回收，大部分的时候，回收都是新生代

      1. 新生区

      2. 幸存区（from ，to）

      3. 老年区

      4. GC两种类：轻GC（普通的GC），重GC（全局GC）

      5. [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cqre66Dn-1653494209900)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220524154348987.png)]

      6. GC题目：

        1. JVM的内存模型和分区，详细到每个区放什么？

        2. 堆里面的分区有哪些？Eden，from，to，老年区，说说他们的特点

        3. 轻GC和重GC分别在什么时候发生？

        4. 引用计数法：[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-c20yLQ1j-1653494209901)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220524161358083.png)]

        5. 复制算法在这里插入图片描述

        6. [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-qPw3PS7z-1653494209903)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220524233324997.png)]

          1. 好处：没有内存的碎片
          2. 坏处：浪费了内存空间；多了一半空间永远是空to

        7. 复制算法最佳使用场景：对象存度较低的时候；新生区

        8. 标记清楚算法[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ju7fJcH6-1653494209903)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220524235107002.png)]

          1. 优点：不需要额外的空间！
          2. 缺点：两次扫描，严重浪费时间，会产生内存碎片

        9. 标记压缩[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gyrdRTQA-1653494209904)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220524235616547.png)]

        10. 标记清楚压缩

          1. 先标记在这里插入图片描述

          后清除一次：

          [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HIP3BThK-1653494209905)(C:\Users\26738\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220524235852140.png)]

    3. 常用算法

      1. 标记清除法，标记压缩，复制算法，引用计数器

  19. 总结

    1. 内存效率：复制算法>标记清楚算法>标记压缩算法（时间复杂度）
    2. 内存整齐度：复制算法=标记压缩算法>标记清楚算法
    3. 内存利用率：标记压缩算法=标记清楚算法>复制算法
    4. GC：分代收集算法
    5. 年轻代
      1. 存活率低
      2. 复制算法
    6. 老年代
      1. 区域大：存活率
      2. 标记清楚(内存碎片不是太多)+标记压缩混合 实现

缩算法（时间复杂度）
2. 内存整齐度：复制算法=标记压缩算法>标记清楚算法
3. 内存利用率：标记压缩算法=标记清楚算法>复制算法
4. GC：分代收集算法
5. 年轻代
1. 存活率低
2. 复制算法
6. 老年代
1. 区域大：存活率
2. 标记清楚(内存碎片不是太多)+标记压缩混合 实现

精选资源
狂神说JVM探究.rar
05-06
【狂神说JVM探究】是一份集合了多种格式的学习资料，主要涵盖了Java虚拟机（JVM）的基础知识。这份资料出自B站上的【狂神说Java】系列教程，为快速入门JVM提供了详实的笔记。以下是根据这些资源可能包含的一些关键...
33、JVM探究.pdf
04-30
【JVM探究】 Java虚拟机（JVM）是Java编程语言的核心组成部分，它负责执行Java程序，提供了一个跨平台的运行环境。理解JVM的工作原理对于优化Java应用程序性能至关重要。以下是一些关于JVM的关键知识点： 1. **JVM...
JVM深入
weixin_50392595的博客
05-05 310
JVM 类加载过程 类加载：类加载将class文件加载到虚拟机的内存。 1.加载：在磁盘中查找并通过IO读入字节码文件。 2.连接：执行校验、准备、解析步骤。 1).校验：校验字节码文件正确性(-Xverifynone 关闭大部分的验证) 2).准备：给类的静态变量分配内存，并赋予默认值 3).解析：将符号引用替换为直接引用，该阶段会把一些静态方法替换为指向数据所存内存的指针或句柄等，这是所谓的 静态链接过程(类加载期间完成)，动态链接是在程序运行期间完成的符合引用替换为直接引用。 4.初始化
【JVM】深入了解Java虚拟机-------内存划分、类加载机制、垃圾回收机制
chaodddddd的博客
12-30 1661
介绍了jvm中的内存划分、类加载机制、垃圾回收机制
JVM浅析
浊酒的博客
03-30 296
JVM 文章目录JVM第一章 内存结构1.1程序计数器1.2虚拟机栈1.3本地方法栈1.4堆1.5方法区1.6直接内存第二章 垃圾回收2.1如何判断对象可以回收2.2垃圾回收算法2.3分代垃圾回收2.4垃圾回收器2.5垃圾回收调优2.6调优案例第三章 类加载与字节码技术3.1类文件结构3.2字节码指令3.3 编译期处理3.4 类加载阶段3.5类加载器 第一章 内存结构 1.1程序计数器 记住下一条jvm指令的地址 线程私有，不会内存溢出 1.2虚拟机栈 定义： 每个线程运行时所占用的内存 每个栈有
JVM（Java 虚拟机）深度解析
初入江湖，多多关照
05-19 1275
JVM（Java虚拟机）是Java生态系统的核心，负责执行Java字节码，实现“一次编写，到处运行”的理念。JVM的架构包括类加载系统、运行时数据区域和执行引擎。类加载系统负责加载、链接和初始化类，遵循双亲委派模型确保安全性。运行时数据区域分为线程共享区域（方法区、堆）和线程私有区域（程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈）。执行引擎包括解释器、即时编译器和垃圾回收器，负责字节码的执行和内存管理。JVM的内存管理主要涉及堆内存的划分（新生代、老年代、元空间）和垃圾回收机制（如标记-清除、标记-整理、复制算法等）。
JVM基础学习指南
个人技术博客
08-14 450
JVM面试指南
jvm探究 jmm
l2636908832iu的博客
10-23 258
jvm分析 加载器 Bootstrap classLoader:主要负责加载核心的类库(java.lang.*等)，构造ExtClassLoader和APPClassLoader。 ExtClassLoader：主要负责加载jre/lib/ext目录下的一些扩展的jar。 AppClassLoader：主要负责加载应用程序的主函数类 当一个Hello.class这样的文件要被加载时。不考虑我们自定义类加载器，首先会在AppClassLoader中检查是否加载过，如果有那就无需...
JVM原理.pdf
07-24
JVM（Java Virtual Machine，Java虚拟机）是Java程序运行的基础，它负责将Java字节码转换为特定平台上的机器码，使得Java程序能够跨平台运行。JVM运行机制复杂且至关重要，涉及到内存分配、垃圾回收、类加载机制等多...
一点一滴探究JVM之内存结构
02-25
我一直尝试着用不一样的文字来写博客！...今天的一点一滴探究JVM系列，打算复习一下jvm内存结构！至于学习这块知识的好处？一，从面试的角度来看，你了解jvm，并且java基础扎实，你才更有竞争力(因为我本人本科还没毕业
深入JVM.pdf
04-21
本书深入详细地介绍了java体系结构及其内部细节，了解这些内容才能更快速地编写更搞笑的程序！理解了Java虚拟机，深入细致地了解了Java技术的底层，才能使自己的程序成分发挥Java技术的优势！
[jvm]深入JVM(一):从
01-20
[jvm]深入JVM(一):从"abc"=="abc"看java的连接过程收藏 一般说来，我不关注java底层的东西，这次是一个朋友问到了，注意不光是 System.out.println("abc"=="abc");返回true， System.out.println(("a"+"b"+"c").intern()=="abc");也返回true；这和java的连接过程有关。 java解析CONSTANT_String_info时，java虚拟机必须把一个字符串对象的引用，放到constant pool entry 中。每个java虚拟机维护着一张列表，里面有所有程序被"interned"的字符串对象的引用。 查看constPoolOop.cpp文件 oop constantPoolOopDesc::string_at_impl(constantPoolHandle this_oop, int which, TRAPS) { oop entry = *(this_oop->obj_at_addr(which)); if (entry->is_symbol()) { ObjectLocker ol(this_oop, THREAD); if (this_oop->tag_at(which).is_unresolved_string()) { // Intern string symbolOop sym = this_oop->unresolved_string_at(which); entry = StringTable::intern(sym, CHECK_(constantPoolOop(NULL))); this_oop->string_at_put(which, entry); } else { // Another thread beat us and interned string, read string from constant pool entry = this_oop->resolved_string_at(which); } } assert(java_lang_String::is_instance(entry), "must be string"); return entry; }
深入解读JVM调优、原理、实践与最佳实践
hello.reader
10-24 2554
由于 JVM 的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器时间来实现的，因此每个线程都需要一个独立的程序计数器，以在线程切换后能恢复到正确的执行位置。在了解了 JVM 的内存结构和垃圾回收机制后，我们可以通过调整 JVM 的参数来优化 Java 应用程序的性能。在当今快速变化的技术环境中，JVM 调优并非一劳永逸的任务，而是一个需要持续关注和实践的过程。JVM 中的垃圾回收机制负责跟踪对象的引用关系，确定哪些对象是可达的（仍然被使用），哪些是不可达的（可被回收）。JVM 栈是线程私有的，生命周期与线程相同。
JVM内存与垃圾回收篇
weixin_45596022的博客
03-19 529
一，JVM与Java体系结构 1，虚拟机与java虚拟机概述 1）虚拟机 所谓虚拟机就是一台虚拟的计算机。它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上，虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。 Visual Box ，VMware就属于系统虚拟机，他们完全是对物理计算机的仿真，提供了一个可以运行完整操作系统的软件平台。 程序虚拟机的典型代表是Java虚拟机，他专门为了执行单个计算机程序而设计，在java虚拟机中执行的指令我们称为Java字节码指令。 无论是系统虚拟机还是程序虚拟机，在上面运行的软件都被限
jvm深层次理解
最新发布
gaoliheng006的博客
05-23 930
将内存分为两块，每次只使用一块，回收时将存活对象复制到另一块，清空原区域。（如虚拟机栈中的引用对象、静态变量引用的对象）为起点，遍历对象图，不可达的对象可被回收。将热点代码（频繁执行的方法或循环）编译为本地机器码，提高执行效率。标记存活对象，将其移动到内存一端，然后清除边界外的内存，避免碎片。所有对象实例和数组分配的内存区域，垃圾回收的主要区域。类加载时，先委托父类加载器尝试加载，失败后再由子类加载器自行加载。存储类信息、常量、静态变量等。方法区的一部分，存储编译期生成的常量和符号引用。
JVM学习纪要
qq_39203889的博客
01-25 237
JVM学习纪要一、内存区域的划分程序计数器虚拟机栈局部变量表本地方法栈Java堆方法区二、对象创建过程内存布局对象头实例数据对齐填充对象访问三、垃圾与垃圾回收引用对象的死亡判定引用计数引用可达死亡与清理方法区的回收类的回收垃圾收集器理论与实现理论三种实现思路实现根节点枚举安全点安全区记忆集和卡表记忆集卡表写屏障并发的可达性分析目前常见的垃圾收集器serialparnewG1parallel scavengeserial old / parallel oldCMS详述G1详述具体实现仍待优化的问题实验期垃圾收
深入理解JVM【超详细】
qq_41067796的博客
03-09 1156
【代码】深入理解JVM【超详细】
春招面试题总结--jvm
yayadamowang的博客
05-02 174
1、jvm内存区域 写在前面 1、基本问题 介绍下 Java 内存区域（运行时数据区） Java 对象的创建过程（五步，建议能默写出来并且要知道每一步虚拟机做了什么） 对象的访问定位的两种方式（句柄和直接指针两种方式） 2、拓展问题 String 类和常量池 8 种基本类型的包装类和常量池 1.1运行时内存区域 **程序计数器：**记录下一条指令地址，从而实现如顺序执行、循环跳转等等；在多线程中，存在线程切换，程序计数器可以记录当前线程地址，方便线程切换回来以后继续执行。 **虚拟机
深入理解JVM
m0_52255061的博客
04-21 2824
比较全的整理，不啰嗦的同时又能get到重点，面试前看一看非常合适
深入探究JVM源码及其运行机制
### 知识点：JDK与JVM概念及源码分析 #### 1. JDK概念与组成 Java Development Kit (JDK) 是支持Java程序开发的一套工具包，它包含了编写Java程序所需的编译器（javac）、运行Java程序的虚拟机（Java Virtual ...
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值