JVM内存模型

最新推荐文章于 2025-11-23 05:09:21 发布
原创 最新推荐文章于 2025-11-23 05:09:21 发布 · 531 阅读 · 29 ·
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：

#jvm

VIP01

一.javac编译    java运行（idea的项目运行其实也是执行的这两步）

第一步：编写代码

public class Math {
    public static final int initData = 666;

    public int comput(){
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c =(a + b)*10;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Math math = new Math();
        math.comput();
        System.out.println("学习jvm");
    }
}

第二步：根目录下执行javac，编译生成.class文件

 E:\项目demo\SpringAiToolDemo\src\main\java\com\example\tuling\jvm> javac Math.java

 E:\项目demo\SpringAiToolDemo\src\main\java\com\example\tuling\jvm> javap -v Math
 

第三步：退回上级，执行java命令，运行

E:\项目demo\SpringAiToolDemo\src\main\java> java com.example.tuling.jvm.Math

查看字节码： E:\项目demo\SpringAiToolDemo\src\main\java\com\example\tuling\jvm> javap -c Math
javac 就是一个编译器，它的工作就是将Java源代码编译成JVM字节码。而后续的 java 命令，则是启动JVM，由JVM的类加载器读取这些 .class 文件，并由解释器或即时编译器将其转换成本地机器码来执行。

个人理解：jvm是解释器风格架构，他就是个解释器，他读取编译后的字节码集，然后解释并且执行；；；

二. .java到.class的过程

词法分析：识别出关键字  关键字 标识符 运算符等等

语法分析：词法分析产生的标记流构建成一颗抽象语法书（AST）

语义分析：对AST进行上下文相关性质的审查，确保代码言之有理

字节码生成：遍历AST，生成二进制的class文件

步骤

输入

输出

核心任务

词法分析

字符流

标记流

拆解单词，识别关键字

语法分析

标记流

抽象语法树(AST)

检查语法结构是否正确

语义分析

AST

装饰后的AST

检查逻辑含义（类型、作用域）

字节码生成

装饰后的AST

.class 文件

生成JVM可执行的二进制指令

三.类加载的过程

当java命令运行某个类的main函数启动程序时，首先需要通过类加载把主类加载到jvm

加载----

  • 类加载器在类路径中查找 Person.class 文件

  • 通过IO读入字节码文件的二进制数据

  • 在方法区创建类的运行时数据结构（类信息、常量、静态变量等）

  • 在堆内存中创建一个 java.lang.Class 对象，作为访问方法区数据的入口

验证----检查 Person.class 文件是否是一个合法的、未被篡改的字节码文件

准备----为静态变量分配内存并设置默认值

解析----将符号引用转换为直接引用

初始化---

使用----

卸载------

四.类加载器和双亲委派机制

引导类加载器：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心类库，比如
rt.jar、charsets.jar等
扩展类加载器：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR
类包
应用程序类加载器：负责加载ClassPath路径下的类包，主要就是加载你自己写的那
些类
自定义加载器：负责加载用户自定义路径下的类包

这里类加载其实就有一个双亲委派机制，加载某个类时会先委托父加载器寻找目标类，找不到再
委托上层父加载器加载，如果所有父加载器在自己的加载类路径下都找不到目标类，则在自己的
类加载路径中查找并载入目标类。
比如我们的Math类，最先会找应用程序类加载器加载，应用程序类加载器会先委托扩展类加载
器加载，扩展类加载器再委托引导类加载器，顶层引导类加载器在自己的类加载路径里找了半天
没找到Math类，则向下退回加载Math类的请求，扩展类加载器收到回复就自己加载，在自己的
类加载路径里找了半天也没找到Math类，又向下退回Math类的加载请求给应用程序类加载器，
应用程序类加载器于是在自己的类加载路径里找Math类，结果找到了就自己加载了。。
双亲委派机制说简单点就是，先找父亲加载，不行再由儿子自己加载

从下到上查询，从上到下加载；

VIP02

一.jvm的内存模型

https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se7/html/jvms-2.html

程序计数器：

线程的执行指针，指向当前线程正在执行的那条 JVM 指令的地址，线程私有

虚拟机栈：

每个线程都有一个虚拟机栈，线程创建的同时会创建，存储栈帧，局部变量，中间结果方法的调用和返回结果，

  • 局部变量表：存放方法内定义的基本数据类型变量、对象引用等。

  • 操作数栈：用于执行计算时的中间结果存储。

  • 方法调用与返回：参与动态链接、方法返回地址的处理等。

操作：push(压入) pop(弹出)

容量与可配性：

  • 固定大小：每个线程的栈在创建时就确定了一个固定容量，之后无法改变。

  • 动态伸缩：栈的容量可以根据程序运行的需要（例如方法调用深度增加）进行动态扩展和收缩。

同时，规范建议 JVM 实现应向开发者提供以下控制参数：

  • -Xss：通常用于设置线程栈的初始大小。

  • 对于动态伸缩的栈，还可以设置其最大（-Xmx？）和最小（-Xms？）容量限制。（注意：虽然参数名类似堆内存参数，但栈有自己独立的设置，具体参数因 JVM 实现而异）。

与 Java 虚拟机栈相关的两种经典错误：

  • StackOverflowError（栈溢出错误）

    • 触发条件：当一个线程调用方法过深，所需的栈空间（即不断压入的栈帧）超过了栈的最大容量限制（无论是固定大小的限制还是动态扩展的最大值）时抛出。

    • 常见场景：无限递归是最典型的例子。

  • OutOfMemoryError（内存溢出错误）

    • 触发条件：这与内存资源本身有关，分为两种情况：

      1. 在动态扩展栈时，整个系统的内存已经不足，无法满足此次扩展的需求。

      2. 在创建一个新线程时，系统没有足够的内存来为它分配初始的 Java 虚拟机栈。

堆

所有线程共享，类的实例和数组内存  空间管理垃圾回收器负责   异常内存溢出

方法区

  1. 线程共享：与堆类似，方法区是所有线程共享的内存区域

  2. 存储内容：

    • 运行时常量池（区别于字符串常量池）

    • 类的元数据：字段和方法信息

    • 方法代码：包括普通方法、构造函数和特殊初始化方法的字节码

  3. 逻辑归属：逻辑上属于堆，但物理上可由虚拟机自主决定

  4. 内存管理：

    • 可不实现垃圾收集（但现代JVM已实现对方法区的回收，如类的卸载）

    • 内存不需要连续

    • 支持固定大小或动态调整

  5. 异常机制：当类加载、常量池创建等操作需要内存但方法区无法满足时，抛出OutOfMemoryError

技术演进：在JDK 8之前，方法区的实现形式为"永久代"；从JDK 8开始，被"元空间"取代，元空间使用本地内存而非虚拟机内存，大大降低了OutOfMemoryError的风险。

运行时常量池

  1. 数据来源：运行时常量池来源于class文件中的constant_pool表，是其在JVM运行时的表现形态

  2. 常量类型：

    • 静态常量：编译期确定的数值字面量（如final int x = 10）

    • 动态引用：需要在运行时解析的方法引用、字段引用等

  3. 功能定位：

    • 类似于传统编程语言的符号表

    • 但比典型符号表功能更强大，包含数据类型更丰富

  4. 内存分配：

    • 从方法区分配内存

    • 在类加载过程中构建完成

  5. 异常机制：

    • 当类加载过程中，方法区内存不足以构建常量池时，抛出OutOfMemoryError

    • 这是类加载失败的一种常见原因

三。字符串常量池和运行时常量池

  • 运行时常量池：是 类级别 的，每个被加载的类都有一个，内容来源于 class 文件中的 constant_pool，包含多种类型的符号引用。

  • 字符串常量池：是 JVM 级别 的，全局只有一个，只存储一种特殊的数据：字符串对象的直接引用

vip05

1.垃圾收集算法

标记复制算法  年轻代 minor gc-----------------------------问题浪费空间

内存分两块，通过 可达性分析算法找到存活对象，赋值到另一块，左半块一次性清除

标记清除算法   老年代使用------------------效率低   碎片化

存活对象标记出来   没有存活的全部清除

标记整理算法   --------------清除完  空间完整

标记过程和可达性分析算法一样，然后把存活的对象向一端移动，边界外对非存活对象清除

分代收集理论：年轻代  对象也不多，标记复制        

2.垃圾收集器

serial收集器   串行

停掉用户线程，stw，一个线程垃圾回收

优点简单    新生代：复制算法    老年代：标记整理算法       单核效率比并行快

收集内存区域：几十兆到几百兆               现在很少用

palraller收集器：并行   拍若来哦

停掉用户线程，stw，多个线程垃圾回收，线程数可以通过参数配置，默认和cpu核数相同

新生代：复制算法    老年代：标记整理算法   (JDK8默认的新生代和老年代收集器)

两个G三个G可以，但是stw时间有点长

Parallel Scavenge收集器关注点是吞吐量（高效率的利用CPU）2-3g。CMS等垃圾收集器的关注点更多的是用户线程的停顿时间 ，用户体验感高

parNew收集器   趴牛

在palraller改的  可以与CMS兼容   使用在年轻代

CMS收集器    只能在老年代(-XX:+UseConcMarkSweepGC(old))

concurrent mark sweep      内存大点

缩短stw时间

初始标记：stw，记录gcroot直接引用对象

并发标记：并发标记阶段就是从GC Roots的直接关联对象开始遍历整个对象图的过程， 这个过程耗时较长但不需要停掉用户线程，可以与垃圾收集线程一起执行，因为用户程序继续运行，可能导致已经标记过的对象状态改变

重新标记：stw,修复并发标记  状态已经改变的（可能有问题）对象;重新标记阶段就是为了修正并发标记期间因为用户程序继续运行而导致标记产生变动的那一部分对
象的标记记录，这个阶段的停顿时间一般会比初始标记阶段的时间稍长，远远比并发标记阶段时间短。主要用到三色标记里的增量更新算法(见下面详解)做重新标记

并发清理：未标记的对象清除掉   开启用户线程，同时GC线程开始对未标记的区域做清扫。这个阶段如果有新增对象会被标记为黑色不做任何处理(见下面三色标记算法详解)

并发重置:  重置本次GC过程中的标记数据。

缺点：

  • 用户资源和垃圾收集线程争抢资源，吞吐量低
  • 无法处理浮动垃圾(在并发标记和并发清理阶段又产生垃圾，这种浮动垃圾只能等到下一次gc再清理了)；----并发清理，清理没标记的对象，用户线程执行中，产生新的垃圾，这次清理不了，下次会清理
  • 它使用的回收算法-“标记-清除”算法会导致收集结束时会有大量空间碎片产生，当然通过参数-
  • XX:+UseCMSCompactAtFullCollection可以让jvm在执行完标记清除后再做整理
  • 执行过程中的不确定性，会存在上一次垃圾回收还没执行完，然后垃圾回收又被触发的情况，特别是在并发标记和并发清理阶段会出现，一边回收，系统一边运行，也许没回收完就再次触发full gc，也就是"concurrent mode failure"，此时会进入stop the world，用serial old垃圾收集器来回收

cms参数

  • 1. -XX:+UseConcMarkSweepGC：启用cms
  • 2. -XX:ConcGCThreads：并发的GC线程数
  • 3. -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：FullGC之后做压缩整理（减少碎片）
  • 4. -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：多少次FullGC之后压缩一次，默认是0，代表每次FullGC后都会压缩一次
  • 5. -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction: 当老年代使用达到该比例时会触发FullGC（默认是92，这是百分比）---------------------------------------大对象
  • 6. -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly：只使用设定的回收阈值(-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction设
  • 定的值)，如果不指定，JVM仅在第一次使用设定值，后续则会自动调整
  • 7. -XX:+CMSScavengeBeforeRemark：在CMS GC前启动一次minor gc，目的在于减少老年代对年轻代的引
  • 用，降低CMS GC的标记阶段时的开销，一般CMS的GC耗时 80%都在标记阶段
  • 8. -XX:+CMSParallellnitialMarkEnabled：表示在初始标记的时候多线程执行，缩短STW
  • 9. -XX:+CMSParallelRemarkEnabled：在重新标记的时候多线程执行，缩短STW;

实战

4-5g    ParNew+CMS        超过8===G1

垃圾收集底层算法实现

在并发标记的过程中，因为标记期间应用线程还在继续跑，对象间的引用可能发生变化，多标和漏标的情况就有可能发生。
这里我们引入“三色标记”来给大家解释下，把Gcroots可达性分析遍历对象过程中遇到的对象， 按照“是否访问过”这个条件标记成以
下三种颜色：
黑色： 表示对象已经被垃圾收集器访问过， 且这个对象的所有引用都已经扫描过。 黑色的对象代表已经扫描
过， 它是安全存活的， 如果有其他对象引用指向了黑色对象， 无须重新扫描一遍。 黑色对象不可能直接（不经过
灰色对象） 指向某个白色对象。
灰色： 表示对象已经被垃圾收集器访问过， 但这个对象上至少存在一个引用还没有被扫描过。
白色： 表示对象尚未被垃圾收集器访问过。 显然在可达性分析刚刚开始的阶段， 所有的对象都是白色的， 若
在分析结束的阶段， 仍然是白色的对象， 即代表不可达。

情怀姑娘
关注
Java JVM 内存模型详解
ljw714的专栏
06-02 1177
JVM内存模型是Java程序运行时的核心架构，分为程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区和直接内存等区域。堆是主要存储对象实例的区域，分为新生代和老年代；方法区存储类信息和常量。JVM采用分代收集算法进行垃圾回收，包括标记-清除、复制和标记-整理等方法。合理的内存配置和垃圾收集器选择（如G1、CMS）对性能优化至关重要。常见内存泄漏场景包括未关闭的连接和静态集合的滥用。建议通过监控GC日志、使用分析工具和合理设置-Xmx等参数进行调优。深入理解JVM内存模型是Java性能优化的基础。
JVM内存模型深度解读
我是一名热爱编程和分享知识的技术作者，在金融和教育领域有多年的研发管理经验，感谢您访问我的博客，一定会为您带来不一样的收货！
03-19 1687
JVM（Java Virtual Machine，Java虚拟机）对于Java开发者和运行 Java 应用程序而言至关重要。其重要性主要体现在跨平台性、内存管理和垃圾回收、性能优化、安全性和稳定性、故障排查与性能调优等方面。今天就下学习一下 JVM 的内存模型。
JVM 内存模型
分享it知识！
04-17 5142
目录 1.JVM 内存模型是什么？ ​1.1 什么是内存模型? 2. JVM 概述 3.JVM 体系结构 4.内存管理 5.碎片回收 6. 图解JVM 6.1 说明：😁😁😁😁😁 7. 将JVM抽象表示： 7.1 说明： 1.JVM 内存模型是什么？ JVM是【Java Virtual Machine（Java虚拟机）】的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。 引入Java语言虚拟机后，...
jvm 内存模型
Flying_Fish_roe的博客
11-24 1081
堆内存（Heap Memory）方法区（Method Area）栈内存（Stack Memory）程序计数器（Program Counter Register）本地方法栈（Native Method Stack）这些区域各自承担着不同的任务，共同保障Java程序的顺利执行。堆内存是JVM中最大的一块内存区域，用于存储对象实例和数组。所有的对象实例都在堆内存中分配，并由垃圾回收机制（GC）自动管理其生命周期。堆内存是所有线程共享的区域，因此它也是并发编程中可能出现线程安全问题的地方。
JVM 内存模型分析
weixin_45379258的博客
12-11 1085
Java 与 C++ 之间有一堵由内存动态分配和垃圾回收技术所围城的高墙，墙外的人想进去，墙内的人却想出来
JVM内存模型（通俗易懂）
热门推荐
孤刺
10-30 23万+
1.什么是jvm? （1）jvm是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的机器，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种功能实现的。 （2）jvm包含一套字节码指令集，一组寄存器，一个栈，一个垃圾回收堆和一个存储方法域。 （3）JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码）,就可以在多种平台上不加修改地运行。 JVM在执行字节码时，实际上最终还是把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。 2.jdk、jre、jvm是什么关系？ （1）JRE(Java R
JVM内存模型分析
weixin_44991038的博客
08-21 1962
JVM内存模型深入分析、根据代码看数据执行过程
JVM内存模型结构
刘皇叔说Java的博客
05-28 863
JVM 内存模型结构包括方法区（Metaspace）、堆（Heap）、虚拟机栈（VM Stack）、本地方法栈（Native Method Stack）和程序计数器（Program Counter）。方法区（Metaspace）：用于存储类的结构信息、静态变量、常量、即时编译器编译后的代码等数据。在 JDK 8 之前，方法区被实现为永久代（Permanent Generation），而在 JDK 8 及以后的版本中被改为使用元空间（Metaspace）来实现。
Java JVM内存模型详解
qq_38566870的博客
04-10 960
Java虚拟机(JVM)内存模型是Java程序运行时的核心架构，它定义了程序运行时数据的存储和管理方式。理解JVM内存模型对于编写高性能、稳定的Java应用至关重要。
JVM内存模型深度剖析与优化.pdf
10-26
JVM内存模型深度剖析与优化 JVM内存模型是Java虚拟机的核心组件之一，它直接影响着Java应用程序的性能和可靠性。本文将深入剖析JVM内存模型的结构和工作机理，并讨论如何优化JVM参数以提高Java应用程序的性能。 一...
【JVM操作字节码文件流程详解】
2401_82641862的博客
11-19 614
摘要： 本文详解JVM操作字节码文件的完整流程，揭示Java跨平台特性的实现原理。核心流程分为加载（双亲委派机制）、验证（安全校验）、准备（静态变量默认值分配）、解析（符号引用转直接引用）和初始化（执行静态代码）五个关键步骤。重点分析了字节码执行阶段解释执行与JIT编译的协同机制，以及热点代码判定标准。通过实际场景（如Spring Boot服务启动、接口调用优化）说明各阶段作用，并解答类初始化触发条件、JIT调优等典型问题，帮助开发者深入理解JVM运行机制与性能优化要点。（149字）
jvm中oom怎么解决
qq_52531977的博客
11-22 675
JVM OOM（OutOfMemoryError）的解决关键在于精准定位原因，主要分为堆溢出、栈溢出、元空间溢出等类型。通过分析OOM日志和堆快照（MAT工具）可识别内存泄漏点或配置不足问题。解决方案包括：调整JVM参数（-Xmx、-XX:MaxMetaspaceSize等）、优化代码（避免静态集合泄漏、及时释放资源）、合理使用线程池等。排查工具推荐jps、jstat监控运行状态，结合jmap导出堆快照分析。针对不同OOM类型需采取针对性措施，如堆溢出优先检查内存泄漏，元空间溢出则限制类加载量。
JVM垃圾回收算法深度解析：从基础理论到生产实践的全景指南
caj的博客
11-19 729
垃圾回收是JVM自动内存管理的核心机制。本文详细讲解JVM中各种垃圾回收算法的基本原理、实现方式、优缺点对比。涵盖从经典的标记-清除、复制算法到现代的G1、ZGC、Shenandoah等高级收集器。通过内存模型图解、性能测试数据、适用场景分析，提供完整的GC算法知识体系，帮助开发者根据应用特性选择合适的垃圾回收策略。
数据库操作与数据管理——Rust 与 SQLite 的集成
最新发布
2509_94012254的博客
11-23 393
使用 Rust 结构体表示数据模型，使数据操作更加明确。
java学习--==和equals
感谢你的关注~~~~ღ( ´･ᴗ･` )
11-21 327
Java中==和equals()的比较差异：==比较基本数据类型的值或引用类型的地址；equals()默认比较地址，但可重写为内容比较。关键区别在于：字符串字面量共享地址，new String()创建新对象；包装类缓存小数值；自定义类需重写equals()。注意事项：null安全调用equals()，避免空指针。总结：基本类型用==，引用类型内容比较用equals()，地址比较用==，字符串优先用equals()。核心逻辑：==看地址/值，equals()看内容。
JVM（Java 虚拟机）：核心原理、内存模型与调优实践
2301_81214551的博客
11-21 821
JVM 的核心是 “内存管理 + 垃圾回收”，掌握其内存模型、GC 原理、类加载机制是调优的基础。依据业务场景（吞吐量 / 低延迟）选择合适的 GC 收集器和参数；避免盲目调优，先通过监控工具定位问题（如 OOM、频繁 GC），再针对性优化；优先优化代码（如避免内存泄漏、减少大对象），再调整 JVM 参数；生产环境建议开启 GC 日志和 OOM 堆快照，便于问题排查。JVM 调优是一个 “迭代优化” 的过程，需结合实际业务压力测试，逐步调整参数，达到最优性能。
SQLite3 如果突发断电，关机，数据会丢还是不会丢？
sql server的专栏
11-21 737
WAL日志刷新是SQLite一个关键的数据库运维项目，这里我们可以管控的是在断电后，到底需要多长时间数据库可以恢复工作的问题，这里就牵扯我们之前学习到了SQLlite的工作模式，必须是wal 然后我们的数据刷新上面提到的同步模式要是full 那么现在我们要决定的是数据页面的刷新率，也就是我们产生多少数据页面后，进行数据页面刷新的问题。键入命令后会显示当前的配置是多少。这里有一个注意的地方，也就是PRAGMA命令本身，会进行更迭，同时在系统中使用错误的PRAGMA命令不会报错，这点是需要注意的。
jvm内存模型
09-16
JVM内存模型主要包含以下几个部分： ### 程序计数器 程序计数器用于记录当前执行的指令地址。如果程序执行的是一个Java方法，计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址；若正在执行的是一个本地（native，由...
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