JVM笔记

1，什么是JVM

1.1 定义：

Java Virtual Machine ,是java程序的运行环境(java二进制字节码的运行环境)

1.2 优势：

• 一次开发，到处运行
• 自动内存谷粒，垃圾回收功能
• 数组下标越界检查(防止越界覆盖其他数据结构的内存)
• 多态

1.3 JDK与JRE的关系

经常使用JPS/JAVAC/JAVAP等命令都是属于JDK，不属于JRE，有些服务器上只安装了JRE，也能运行JAVA服务，但是不能通过JPS查看java进程，不能使用jmap等性能检测工具。

2，学习JVM有什么用？

2.1 提升面试竞争力

学成文武艺，货与帝王家，JVM就是竞争力。

2.2 理解底层实现原理

JVM是内功，有深厚的内存，才能练出高强的招式。

2.3 工作必备技能

如何写出高性能的代码，如何设计高性能的应用架构，如何排查生产中出现的问题。只有学习了JVM，理解原理和常用工具，才能实现以上目标。

3，常见的JVM

3.1，实现了JVM规范的应用程序就是JVM

4，学习路线

4.1 Jvm组成部分

• Java 类加载
• Jvm内存结构：方法区、堆、虚拟机栈、PC计数器、本地方法栈
• 执行引擎 ：解释器、即时编译器、GC
• 本地方法接口

4.2 学习顺序

JVM内存结构

GC垃圾回收

字节码

类加载器

Jvm引擎-即时编译器

5，程序计数器

5.1 Java代码的运行流程

Created with Raphaël 2.3.0 开始 Java编译器将Java代码编译成字节码 Jvm引擎中的解释器将Jvm字节码解释出机器码 CPU执行机器码 结束

计数器的作用是在解释器读取字节码的过程中，记住当前字节码的地址，程序计数器总是指向下一条字节码指令的位置。

6，程序计数器-特点

6.1 线程私有

容易理解，线程是CPU调度的基本单位，每个线程独立的执行代码，线程会竞争CPU资源，竞争失败会被挂起，挂起之后恢复需要知道下一个指令的地址，所以必须私有。

6.2 唯一不存在内存溢出的区域

7，虚拟机栈

7.1 线程私有

每个线程都有一个虚拟机栈，虚拟机栈是线程私有的

7.2 作用

在代码执行的过程中，会形成一个方法调用链，这个链本质是栈，每个方法调用在虚拟机中都会有一个栈帧与之对应，调用结束栈帧会被弹出。

7.3 结构

• 局部变量表
• 操作数栈
• 返回地址(调用当前方法的地址)

8，Idea演示栈帧

使用Idea Debug程序时，可以看到方法调用链，就是虚拟机栈的外在表现形式，每个虚拟机栈都会对应一个局部变量表，存放局部变量的值，为了配合代码的执行，还必须有一个操作数栈，操作数栈在Idea中未通过UI呈现。

9~11，问题辨析1

1，垃圾回收释放设计栈内存？

不需要，栈帧在使用结束后就会被释放，不会继续存在，所以无需垃圾回收

2，栈内存越大越好吗？

• 通过-Xss125m 设置虚拟机栈的大小
• 不是越大越好，虚拟机栈是线程私有的，每个线程都有虚拟机栈，总的虚拟机栈大小=线程数*虚拟机栈大小，设置的就是单个虚拟机栈大小，所以虚拟机栈设置的太大，受限于内存总大小，线程数就会受到限制，所以虚拟机栈并不是越大越好。

3，方法内局部变量是否线程安全?

• m1的变量sb是线程安全的，在方法内定义、方法内使用，生命周期在方法内部
• m2的变量sb不是线程安全的，其生命周期大于方法的周期，其作用范围大于方法内部的作用范围，可能会被其他线程共享
• m3的变量sb虽然是在方法内部创建的，但是其引用会传递给其他方法，可能被其他线程共享，所以不是线程安全的

12~13 栈内存溢出

• 方法调用链太深，栈帧太多，比如递归调用、死循环调用，会导致栈内存溢出
  

• 栈太大，一个栈帧把栈内存撑爆。

复现 使用 -Xss1k，把栈内存设置为1k，创建一个大于1k的局部变量，就会栈内存溢出

• 第三方包导致栈内存溢出：比如Dept内引用Emp类对象，Emp对象又引用Dept对象，在Json序列化时就可能导致栈内存溢出