java-内存布局

名字忒不好取

已于 2023-02-27 11:29:22 修改

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分类专栏：笔记文章标签： java jvm 算法

于 2022-07-03 20:08:24 首次发布

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文章目录

对象在堆中的存储
java内存模型
- 堆
- - young区
  - old区
常见问题

对象在堆中的存储

在这里插入图片描述

对象头

mark word:
	1、一系列的标记位：
		hashCode：对象初次调用hashCode方法时才会存储
		GC分代年龄
		锁的状态标识
	2、64位系统上大小8字节

class pointer:
	指向对象元数据的内存地址(方法区)
	64位系统上大小8字节，//但默认开启指针压缩(大小为4字节)
	引用--->对象(class pointer)--->方法区中的类信息

如果是数组：
	还会用四个字节存储数组长度

为什么使用指针压缩

减少GC的发生：
	减少内存开销：如果不压缩就是8字节，在jvm大小相同的情况下，那么剩余的空间相对就会更少，会GC更频繁
	内存 > 32G 指针压缩失效。所以我们通常在部署服务时，JVM内存不要超过32G：因为32位系统的
	CPU寻址空间最大支持2的32次方4G，对其填充乘以8 = 32G，这就是内存>32G指针压缩失效的原因
	关闭指针压缩 : -XX:-UseCompressedOops

实例数据

实例数据：
	基本数据类型大小就是对应字节大小
	引用数据类型64位系统上8字节(默认开启指针压缩，大小变为4字节)：对象中有String变量String a="xxxxxxx";
	对象中存储的a其实还是4字节，a只是一个引用并不会存储具体的对象，对象存储在堆中(池化技术)

string池化技术

比如很多对象中都有string类型的变量：String a="xxxx";如果对象存储时存储的是具体数据而不是
引用，这样如果字符串很长的话非常浪费空间；存引用的话：只需要在字符串常量池中存一份具体
数据，对象中存储引用就行；而且string是final修饰的；final修饰的在编译时就会赋值，放入常量池
类似于缓存技术，需要直接去常量池中拿就行

对齐填充

保证对象大小为8字节的整数倍：提高cpu访问率(空间换时间)

为什么要是8字节的整数倍
64位jvm下是按照8字节读取数据的，例如以下每个格子代表一个字节：每次读取8个字节
这是没有进行对齐填充的
在这里插入图片描述
没有对齐的话，想要读取long型的这个完整数据：需要先读取0x00-0x07这8字节，再读取0x08-0x0f这8字节，整合两次读取的结果才能得到真正的数据
如果是对齐填充的

只需要读取一次0x08-0x0f这八字节就能获取到数据

java内存模型

主要针对堆：以下的非堆指的是方法区
在这里插入图片描述
堆被分为old区和young区

堆

young区

young区又被分为一个eden区和两个survivor区

一般情况下，新创建的对象都会被分配到Eden区，一些特殊的大的对象会直接分配到Old区
默认eden和两个survivor大小比值是8:1:1(可修改)
通常new对象优先会分配在eden区：如果eden区剩余内存无法分配就会触发youngGC，如果youngGC后eden区剩余
	大小能存放新对象就直接分配在eden区；如果不够再看survivor区剩余空间是否足够，如果够：先将eden部分活跃对
	象转移到survivor区，再为新对象分配内存；如果不够再看old区剩余空间是否足够，如果够：先将survivor部分活跃对
	象放入old区，再将eden区部分活跃对象放入survivor区，最后再为新对象分配内存，如果old区剩余空间不够：触发
	fullGC；fullGC后如果还不够跑oom异常，如果够先将survivor部分活跃对象放入old区，再将eden区部分活跃对象放
	入survivor区，最后再为新对象分配内存

youngGC：eden区为new 对象分配内存不够时会触发，将eden区gc后存活的对象移入survivor区，如果一个survivor不是空的，把eden要转移到s区的和s区已存在的一起移到另一个s区中，减少内存碎片
流程图
在这里插入图片描述

old区

什么样的对象会放入old区？

1、一般经历过15次youngGC都没有回收的对象，为什么是15次？
	在对象内存中，对象头中的markWord使用4个二进制位来存储分代年龄，最大取值就是15
	为什么取15，尽可能保证old区存放的是生命周期更长的对象
2、一般情况下，新创建的对象都会被分配到Eden区，一些特殊的大的对象会直接分配到Old区(内存担保机制)。
3、相同年龄的所有对象大小总和大于任意一个s区大小的一半，年龄大于等于这个年龄的对象直接进入old区

fullGC = oldGc + youngGC + metaSpaceGC

什么时候会触发fullGC

1、之前每次晋升的对象的平均大小 > 老年代的剩余空间 基于历史平均水平
2、young GC之后 存活对象超过了老年代的剩余空间 基于下一次可能的剩余空间
3、Meta Space区域空间不足(jdk1.8及之后)
4、System.gc（）；

oldGC：将old区中能回收的对象清理掉

永久代和元空间在jvmH中==中的区别
	永久代中的所有信息都会保存在jvm中，元空间中只有静态变量和字符串常量池会保存在jvm中，
	其他信息(类信息、即时编译过后的代码、运行时常量池)会存在直接内存中(也就是服务器内存)

永久代：
在这里插入图片描述
元空间

常见问题

为什么需要Survivor区?只有Eden不行吗？

如果没有Survivor,Eden区每进行一次Minor GC,存活的对象就会被送到老年代，这样一来，老年代很快被填
满,触发oldGC(因为oldGC一般伴随着youngGC,也可以看做触发了Full GC)。老年代的内存空间远大于新生
代,进行一次Full GC消耗的时间比Minor GC长得多。执行时间长有什么坏处?频发的Full GC消耗的时间很长,
会影响大型程序的执行和响应速度。

可能你会说，那就对老年代的空间进行增加或者较少咯。
假如增加老年代空间，更多存活对象才能填满老年代。虽然降低Full GC频率，但是随着老年代空间加大
,一旦发生Full GC,执行所需要的时间更长。
假如减少老年代空间，虽然Full GC所需时间减少，但是老年代很快被存活对象填满,Full GC频率增加。

所以Survivor的存在意义,就是减少被送到老年代的对象,进而减少Full GC的发生,Survivor的预筛选保证,
只有经历16次Minor GC还能在新生代中存活的对象,才会被送到老年代。

为什么需要两个Survivor区？

最大的好处就是解决了碎片化。也就是说为什么一个Survivor区不行?第一部分中,我们知道了必须设置
Survivor区。假设现在只有一个Survivor区,我们来模拟一下流程:
刚刚新建的对象在Eden中,一旦Eden满了,触发一次Minor GC,Eden中的存活对象就会被移动到Survivor区。
这样继续循环下去,下一次Eden满了的时候,问题来了,此时进行Minor GC,Eden和Survivor各有一些存活对象,
如果此时把Eden区的存活对象硬放到Survivor区,很明显这两部分对象所占有的内存是不连续的,也就导致了
内存碎片化。永远有一个Survivor space是空的,另一个非空的Survivor space无碎片(垃圾回收)。

新生代中Eden:S1:S2为什么是8:1:1？

新生代中的可用内存：复制算法用来担保的内存为9:1
可用内存中Eden：S1区为8:1
即新生代中Eden:S1:S2 = 8:1:1
现代的商业虚拟机都采用这种收集算法来回收新生代，IBM公司的专门研究表明，新生代中的对象大概98%是“朝生夕死”的

堆内存中都是线程共享的区域吗？

JVM默认为每个线程在Eden上开辟一个buffer区域，用来加速对象的分配，称之为TLAB，全称:Thread Local Allocation Buffer。
对象优先会在TLAB上分配，但是TLAB空间通常会比较小，如果对象比较大，那么还是在共享区域分配。