JVM学习——1

定义

Java Virtual Machine -java程序的运行环境
好处：

• 一次编写，到处运行
• 自动内存管理，垃圾回收功能
• 数组下标越界 越界检查
• 多态
  比较：
  jvm jre jdk
  
  构成：

1.程序计数器

定义

Program counter register程序计数器（寄存器）

jvm中的组件解释器将虚拟机指令翻译成机器码，提供给cpu执行

• 作用：记住下一条jvm指令
• 特点：
  1. 线程私有
  2. 不会存在内存溢出

2.栈

Java Virtual Machine Stacks（Java虚拟机栈）

• 每个线程运行所需要的内存，成为虚拟机栈
• 每个栈由多个栈帧frame组成，对应着每次方法调用时所占用的内存
• 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法

垃圾回收不涉及栈内存回收
方法内的局部变量是否线程安全

• 如果方法内局部变量没有逃离方法的作用访问，它是线程安全的
• 如果是局部变量引用了对象，并逃离方法的作用方法，需要考虑线程安全

-Xss 设置线程栈空间

栈内存溢出

• 栈帧过导致栈内存溢出
• 栈帧过多导致内存溢出

运行诊断：

• 用top定位哪个进程对cpu的占用过高
• ps H -eo pid，tid,%cpu | grep进程id （用ps命令进一步定位是哪个线程引起的cpu占用过高
• jstack 进程id： 可以根据线程id找到有问题的线程，进一步定位到问题代码的源码行号

3.堆

Heap堆，通过new关键字，创建对象都会使用堆内存

特点：

• 线程共享，堆中对象都需要考虑线程安全的问题
• 有垃圾回收机制

内存诊断

1. jps工具 查看当前系统中有那些java进程
2. jmap工具： 查看堆内存占用情况
3. jconsole工具 图形界面的，多功能的检测工具，可以连续监测
4. jvisualvm 可视化虚拟机

4.方法区

5.运行时常量池

对于class文件 javap -v HelloWord.class 反编译class文件
类基本信息，常量池，类方法定义，包含了虚拟机指令

• 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被放入运行时常量池（运行时放入内存中），把里面的符号地址变为真实地址

StringTable串池 hashTable结构 不能扩容
1.常量池中的信息，都回被加载到运行时常量池，这是a b ab都是常量池中的符号，还没有变为java字符串对象
2.ldc #2回把 a符号变为“a"字符串对象（先去stringTable中找，没找到则放入string table

打印false，true，s3在串池中而s4在堆中，s5编译期间结果已确认，直接记录为ab，发现串池中有了

打印结果true，true，因为一开始串池中没有，所以直接将s放入了串池，所有s==”ab“
若第一行直接有一个String x = ”ab“，在后面有这个s则串池中已经有了不会放入，则s != “ab”

5.1 StringTable特性

• 常量池中的字符串仅是符号，第一次用到时才变为对象
• 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时StringBuilder(1.8)
• 字符串变量拼接的原理时编译器优化
• 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
• 1.8将这个字符串对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，没有则放入并将串池中的对象返回
• 1.6将这个字符串对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，没有则复制一份放入并将串池中的对象返回 此时池两个对象

5.2 StringTable性能调优

调整：-XX：StringTableSize=桶个数 适当调大减少哈希碰撞提升性能
大量字符串时可以先inter()

6 直接内存

Direct mEMORY

• 常用于NIO操作，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
  ByteBuffer.allocateDirect();
• 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）来检测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