jvm学习之jvm基础

java虚拟机是一台执行java字节码的虚拟计算机，他独立的运行机制，无论什么语言，只要最终编译成jvm识别的字节码，那么他就可以在jvm上运行。立足于jvm可以实现各种各样的跨平台。以前断断续续学过jvm,后来发现长时间不看还是容易忘的，还是整理一下比较好。jvm内容比较多，涉及底层汇编也比较枯燥，但是学习他对于我们理解一些关键问题是很有帮助的，今天先从基础的也比较重要的内存分配开始。
一.内存模型简述
先看几个图，这几个是我照着《实战java虚拟机》中画的，感觉这几个图不错，另外再给大家推荐个免费画图的在线网站：www.processon.com；画UML神马的特别方便 。

了解jvm的童鞋对这几个图应该不陌生，我这里在明确一下：
类加载子系统：负责从文件系统或则网络中加载Class信息
方法区：存放加载后的类信息，运行时常量池信息（字符串常量，数字常量）
java堆：java堆在虚拟机启动的时候建立，几乎所有的java对象实例都存放其中，堆空间是所有线程共享的。
直接内存：其在java堆外，直接向系统申请的内存空间，访问速度优于java堆。
垃圾回收系统：可以对方法区，java堆和直接内存进行回收，其中，java堆是垃圾回收的重点。
java栈：每一个虚拟机线程都有一个私有的栈，一个线程的java栈在线程创建的时候创建，java栈保存帧信息。
本地方法栈：与java栈类似，但是java栈用于java方法的调用，而本地方法用于本地方法的调用。（C编写）
PC：每个线程私有的空间，指向当前正在被执行的指令。
执行引擎：执行虚拟机字节码。

这里面最重要的莫过于堆和java栈了，java的内存的分配和调用和这两个有着密切的联系。
堆

对于堆，如上面的图画的，分为新生代和老年代，新生代又分为几个部分，这个我觉得可能是叫法不一样，有些书把s0,s1也写成from to。对象首先分配在eden区，在一次新生代回收时，如果对象还存活，就进入s0,或s1区，每一次新生代回收，对象加入过存活，年龄就加一，达到一定条件，就会认为是老年对象，进入老年代。

java栈

java栈是和线程密切相关的，线程的基本行为是函数调用，java栈主要内容为栈帧，每一次函数调用都会有一个对应的栈帧压人java栈，调用结束，跳出栈。一个栈帧中，包含局部变量表，操作数栈，帧数据区。
局部变量表只在当前调用的函数有效，栈帧销毁，局部变量表也销毁，需要注意的是，栈帧中的局部变量表的槽位是可以复用的，如果一个局部变量过了其作用域，那么在其后申明的局部变量就会占用他的槽位， 要记住只要被局部变量表直接或间接引用的对象是不会被回收的。这个对于垃圾回收的理解是很重要的，下面我举个例子，看代码

public class VarGc {

public void varGc1(){
    byte[] a = new byte[5*1024*1024];
    System.gc();
}
public void varGc2(){
    byte[] a = new byte[5*1024*1024];
    a = null;
    System.gc();
}
public void varGc3(){
    {
        byte[] a = new byte[5*1024*1024];
    }
    System.gc();
}
public void varGc4(){
    {
        byte[] a = new byte[5*1024*1024];
    }
    int c = 5;
    System.gc();
}
public void varGc5(){
    varGc1();
    System.gc();
}
public static void main(String[] args) {
    VarGc varGc = new VarGc();
    varGc.varGc4();

}

}

这里采用虚拟机参数：-XX：+PrintGC
测试4的结果：
[GC 6308K->656K(54272K), 0.0029735 secs]

上面这段程序很好理解，下面我们分析下他的垃圾回收过程：
对于函数1：数组被a引用，无法进行回收
函数2：数组失去强引用，可以回收
函数3：虽然a离开了作用域，但是a还存在于局部变量表中，不能回收
函数4：变量c复用了变量a的字变量a销毁，可以回收
函数5：调用函数1后，他的栈帧销毁，包含栈帧所有的局部变量都销毁，可以回收

操作数栈：保存计算过程的中间结果
帧数据区：保存访问常量池的指针

方法区
有的书上也叫永久区，类的字段，方法，常量池都保存在这，如果系统定义太多的类，就会导致方法区溢出。

二.jvm常用参数

1.垃圾回收日志
-XX：PrintGC：遇到垃圾回收，就会打印日志，比如上面我们的例子
[GC 6308K->656K(54272K), 0.0029735 secs]
GC前堆空间使用量约6M,GC后，堆空间使用量656k,当前可用的堆空间一共约54M
-XX:+PrintGCDetail: 这个指令会打印出详细的GC日志，堆各个区的变化等
2.类加载卸载：
-verbose:class :跟踪类加载或卸载
也可以用：-XX：+TraceClassLoading -XX:+TraceClassUnloading
这个一般查看动态代理生成类的时候就可以用
3.配置堆：
-Xms:指定初始堆的大小
-Xmx:最大堆的大小
可以知道，当前总内存不小于-Xms,当前总内存总是在-Xms和-Xmx之间，从-Xms开始根据需要增长
-Xmn:设置新生代的大小
-XX：SurvivorRatio：设置eden空间与from/to空间的比例关系
-XX:NewRatio:设置老年代与新生代的比例
4.方法区配置：
-XX:PermSize:初始方法区大小
-XX:MaxPermSize:最大方法区大小
5.栈配置
-Xss:指定栈的大小