Java进阶之深入理解JVM(二)

深入理解JVM内部元素

1.Native方法栈

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // java 真的可以开启线程吗?
        // private native void start0();
        new Thread().start();
    }
}

native : 只要是带了这个关键字的,说明 java的作用范围达不到,只能去调用底层 C 语言的库!

补充:Robot 按键精灵 ! 默认鼠标键盘操作!可以通过这个类实现一个简单的自动化脚本!

JNI : Java Native Interface (Java 本地方法接口)

为什么会有 Native 这个东西?

1995年,java 必须可以去调用 c、c++的库,所以说Java就在内存中专门开辟了一块区域标记为 native 方法

本地方法栈:null;

现在得通信:Socket、WebService…

2.程序计数器

每个线程都有一个程序计数器,是线程私有的

程序计数器就是一块十分小的内存空间;几乎可以不计

作用: 看做当前字节码执行的行号指示器;

Java进阶之深入理解JVM(二)_第1张图片

分支、循环、跳转、异常处理!都需要依赖于程序计数器来完成!

bipush 将 int、float、String、常量值推送值栈顶;

istore 将一个数值从操作数栈存储到局部变量表;

iadd

imul

3.方法区(Method Area)

Method Area 方法区 是 Java虚拟机规范中定义的运行是数据区域之一,和堆(heap)一样可以在线程之间共享!

JDK1.7之前

永久代:用于存储一些虚拟机加载类信息,常量,字符串、静态变量等等。。。。这些东西都会放到永久代中;

永久代大小空间是有限的:如果满了 OutOfMemoryError:PermGen

JDK1.8之后

彻底将永久代移除 HotSpot jvm ,Java Heap 中或者 Metaspcace(Native Heap)元空间;

元空间就是方法区在 HotSpot jvm 的实现;

方法区重要就是来存:类信息,常量,字符串、静态变量、符号引用、方法代码。。。。。。

元空间和永久代,都是对JVM规范中方法区的实现。

元空间和永久代最大的区别: 元空间并不在Java虚拟机中,使用的是本地内存

-XX:MetasapceSize10m

4.栈Stack

什么是栈?栈中存哪些东西?

1.栈和队列

程序 = 数据结构 + 算法(IT行业流传的术语)

程序 = 业务逻辑 + 框架(真的IT人员做的)

Java进阶之深入理解JVM(二)_第2张图片

  • 栈和队列都是基本的数据结构;

队列:FIFO(First Input First OutPut)
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  • 程序的运行其实就是压栈的过程,栈空了,线程就结束了
    Java进阶之深入理解JVM(二)_第4张图片

2.Stack 栈是什么

栈就是管理程序运行的

存储一些基本类型的值,对象的引用,方法等…

Java进阶之深入理解JVM(二)_第5张图片

栈的优势:存取速度比堆快,仅次于寄存器。
着重理解:栈的数据是不可以共享的,栈是线程私有的。

3. StackOverFlow

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        a();
    }
    // main  a  a  a   a a  a a a  a a  a  满
    // Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
    private static void a() {
        a();
    }
}

所以说,栈里面是一定不会存在垃圾回收的问题的,只要线程一旦结束,该栈就Over了。生命周期和线程一致;

4. Stack 原理

a.java栈的组成元素–栈帧

Java进阶之深入理解JVM(二)_第6张图片

b.栈(存什么)+ 堆 + 方法区的交互图:

Java进阶之深入理解JVM(二)_第7张图片

PS:文中所说的栈主要是 HotSpot

问题:请你谈谈你认识几种 JVM? (3种)

  • **SUN 公司 HotSpot **
  • BEA 公司 JRockit
  • IBM 公司 J9VM

5.堆(heap)

Java进阶之深入理解JVM(二)_第8张图片

Java7之前:

Heap 堆,一个JVM实例中只存在一个堆,堆的内存大小是可以调节的。

可以存的内容:类、方法、常量、保存了类型引用的真实信息;

Java8 分为三个部分:

  • 新生区:Young (Eden-s0-s1)
  • 养老区:Old Tenure
  • 永久区:Perm

堆内存在逻辑上分为三个部分:新生、养老、永久(JDK1.8以后,叫元空间)

物理上只有 新生、养老;元空间在本地内存中,不在JVM中!

GC 垃圾回收主要是在 新生区和养老区,又分为 普通的GC 和 Full GC,如果堆满了,就会爆出 OutOfMemory;

1.新生区

新生区 就是一个类诞生、成长、消亡的地方!

新生区细分: Eden、s(from to),所有的类Eden被 new 出来的,慢慢的当 Eden 满了,程序还需要创建对象的时候,就会触发一次轻量级GC;清理完一次垃圾之后,会将活下来的对象,会放入幸存者区s(),… 清理了 20次之后,出现了一些极其顽强的对象,有些对象突破了15次的垃圾回收!这时候就会将这个对象送入养老区!运行了几个月之后,养老区满了,就会触发一次 Full GC;假设项目1年后,整个空间彻彻底底的满了,突然有一天系统 OOM,排除OOM问题,或者重启;

a.Eden区满触发gc,将剩下的对象保存到幸存区

Java进阶之深入理解JVM(二)_第9张图片

a.Eden区满触发15此gc,将剩下的对象保存到养老区

Java进阶之深入理解JVM(二)_第10张图片
Sun HotSpot 虚拟机中,内存管理(分代管理机制:不同的区域使用不同的算法!)

Eden from to

99% 的对象在 Eden 都是临时对象;

2. 养老区

15次都幸存下来的对象进入养老区,养老区满了之后,触发 Full GC

默认是15次,可以修改!

3. 永久区(Perm)

放一些 JDK 自身携带的 Class、Interface的元数据;

几乎不会被垃圾回收的;

OutOfMemoryError:PermGen 在项目启动的时候永久代不够用了?加载大量的第三方包!

JDK1.6之前: 有永久代、常量池在方法区;

JDK1.7:有永久代、但是开始尝试去永久代,常量池在堆中;

JDK1.8 之后:永久代没有了,取而代之的是元空间;常量池在元空间中;

理解:方法区和堆一样,是共享的区域,是JVM 规范中的一个逻辑的部分,但是记住它的别名 非堆

元空间:它是本地内存!

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