JVM总结

1.JVM内存模型

1.本地方法栈(Native)   调用c部分

2.程序计数器  (程序代码行数)  JVM支持多个线程同时运行，每个线程都有自己的程序计数器。倘若当前执行的是 JVM 的方法，则该寄存器中保存当前执行指令的地址；倘若执行的是native 方法，则PC寄存器中为空。

3.栈 stack :每个线程有一个私有的栈，随着线程的创建而创建。栈里面存着的是一种叫“栈帧”的东西，每个方法会创建一个栈帧，栈帧中存放了局部变量表（基本数据类型和对象引用）、操作数栈、方法出口等信息。栈的大小可以固定也可以动态扩展。当栈调用深度大于JVM所允许的范围，会抛出*Error的错误

4.堆  heap(存实际对象)　堆内存是 JVM 所有线程共享的部分，在虚拟机启动的时候就已经创建。所有的对象和数组都在堆上进行分配。这部分空间可通过 GC 进行回收。当申请不到空间时会抛出 OutOfMemoryError

5方法区  ：主要用于存储类的信息、常量池、方法数据、方法代码等。方法区逻辑上属于堆的一部分，但是为了与堆进行区分，通常又叫“非堆”。 关于方法区内存溢出的问题会在下文中详细探讨

2.ClassLoader双亲委派机制 可以保护jvm自己的安全

   双亲委派机制 ： 一层一层的让父类去加载，如果顶层的加载器不能加载，然后再向下类推

 // BootStrap (最顶层) 01 java.lang.String rt.jar   /jdk/jre/lib/ 下面的jar

 // ExtClassLoader 02     /jdk/jre/lib/ext/下面的jar

  // AppClassLoader 03   //AppClassLoader

     // 双亲委派机制 可以保护java的核心类不会被自己定义的类所替代

<wiz_code_mirror>

 

 

 

 

 

1

// -XX:+TraceClassLoading

2

public static void main(String[] args) {

3

        Object o = new Object(); // jdk 自带的

4

        Demo01 demo01 = new Demo01();  // 实例化一个自己定义的对象

5

        // null 在这里并不代表没有，只是Java触及不到！Bootstrap

6

        System.out.println(o.getClass().getClassLoader()); // null

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        System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader()); // AppClassLoader

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        System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader().getParent()); // ExtClassLoader

9

        System.out.println(demo01.getClass().getClassLoader().getParent().getParent()); // null

10

    }

 

 

<wiz_code_mirror>

 

 

 

 

 

1

 // 思考：为什么我们刚才自己定义的 java.lang.String 没有生效？

2

 //Bootstrap 优先加载 没找到main方法  双亲委派机制 一层层加载

3

public class String {

4

    public static void main(String[] args) {

5

        System.out.println("hello");

6

    }

7

}

 

 

 

<wiz_code_mirror>

 

 

 

 

 

1

public class Demo01 {

2

    private static int m=0;

3

    public static void main(String[] args) {

4

        System.out.println(Parent.str);//没加会输出static init1 str如果加了final不会输出staticinit  没加final会先输出static init

5

        System.out.println(Parent2.str);

6

        Parent.kk();

7

    }

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    static class Parent{

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        public final static String str="hello";//会优先放常量池

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        static  {

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            System.out.println("static init1");

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        }

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        public static void kk() {

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            m++;

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            System.out.println(m);

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            kk();

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        }

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    }

20

    static class Parent2{

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        public static final String str=UUID.randomUUID().toString();//会输出静态代码块内容

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        static  {

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            System.out.println("static init2");

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        }

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    }

26

}

 

 

3.JDK1.8之后和1.7区别

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.方法区渊源

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！栈不能共享

天上飞的理念都会有落地的实现！

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

5.堆内存和GC过程

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； 
分为三个部分： 
新生区：Young （Eden-s0-s1）  Eden-s0-s1默认8:1:1
养老区：Old Tenure   大对象（-XX:PretenureSizeThreadshold=1024）直接进入老年代，在新生代里面长期存活的对象进入老年代。老年代对应的是major gc。

新生区和养老区默认1:2
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； 
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（），....... 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； 
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； 
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！ 
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； 
闲聊：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！ 

6.堆内存调优和常用参数（初识）

1.8之后permSize和MaxPermSize被-XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize取代

-XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为分配空间所导致的垃圾收集
　-XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为释放空间所导致的垃圾收集

 

-XX:+PrintGCDetails：输出详细的GC处理日志

-XX:+PrintGCTimeStamps：输出GC的时间戳信息

-XX:+PrintGCDateStamps：输出GC的时间戳信息（以日期的形式）

-XX:+PrintHeapAtGC：在GC进行处理的前后打印堆内存信息

-Xloggc:(SavePath)：设置日志信息保存文件

Minor GC ，Full GC 触发条件

Minor GC触发条件：当Eden区满时，触发Minor GC。

Full GC触发条件：

（1）调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行

（2）老年代空间不足

（3）方法去空间不足

（4）通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存

（5）由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

Java堆：所有线程共享。虚拟机启动时创建。存放对象实力和数组。所占内存最大。分为新生代（Young区），老年代（Old区）。新生代分Eden区，Servior区。Servior区又分为From space区和To Space区。Eden区和Servior区的内存比为8:1。 当扩展内存大于可用内存，抛OOM。

 

GC流程  ，对象如何晋升到老年代

对象优先在新生代区中分配，若没有足够空间，Minor GC； 大对象（需要大量连续内存空间）直接进入老年态；长期存活的对象进入老年态。如果对象在新生代出生并经过第一次MGC后仍然存活，年龄+1，若年龄超过一定限制（15），则被晋升到老年态。

 

1. 【对象优先在Eden中分配，当Eden中没有足够的空间分配时会促发一次Minor GC。每次Minor GC结束后，Eden区会清空，因为它会把Eden中还依然存活的对象放到Survivor中，当Survivor中放不下时，则由分派担保进入老年代中。
2. 大对象直接进入老年代中。-XX:+PretenuerSizeThreshold 控制”大对象的“的大小。即当创建的对象大于这个临界值时，则该对象直接进入老年代。
3. 长期存活的对象将进入老年代。虚拟机对每个对象定义了一个对象年龄（Age）计数器。当年龄增加到一定的临界值时，就会晋升到老年代中，该临界值由参数：-XX:MaxTenuringThreshold来设置。如果对象在Eden出生并在第一次发生Minor GC时仍然存活，并且能够被Survivor中所容纳的话，则该对象会被移动到Survivor中，并且设Age=1；以后每经历一次Minor GC，该对象还存活的话会被移动到另一个Survivor区中，并且Age=Age+1。
4. 动态对象年龄判定：如上所示，虚拟机并不总是要求对象的年龄必须达到MaxTenuringThreshold才能晋升到老年代，如果在Survivor区中相同年龄（设年龄为age）的对象的所有大小之和超过Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄（age）的对象就可以直接进入老年代，无需等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。】

老年代的垃圾回收称作Full GC。老年代所占用的内存大小为-Xmx对应的值减去-Xmn对应的值。

<wiz_code_mirror>

 

 

 

 

 

1

/**

2

 * 默认情况：

3

 * maxMemory : 1808.0MB （虚拟机试图使用的最大的内存量  一般是物理内存的 1/4）

4

 * totalMemory : 123.0MB （虚拟机试图默认的内存总量 一般是物理内存的 1/64）

5

 */

6

// 我们可以自定堆内存的总量

7

// -XX:+PrintGCDetails; // 输出详细的垃圾回收信息

8

// -Xmx: 最大分配内存； 1/4

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// -Xms: 初始分配的内存大小； 1/64

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// -Xmx1024m -Xms1024m -XX:+PrintGCDetails

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public class Demo01 {

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    public static void main(String[] args) {

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        // 获取堆内存的初始大小和最大大小

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        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();

16

        long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();

17

18

        System.out.println("maxMemory="+maxMemory+"(字节)、"+(maxMemory/1024/(double)1024)+"MB");

19

        System.out.println("totalMemory="+totalMemory+"(字节)、"+(totalMemory/1024/(double)1024)+"MB");

20

21

    }

22

}

 

 

 

<wiz_code_mirror>

 

 

 

 

 

1

/*

2

 * -Xmx8m -Xms8m -XX:+PrintGCDetails

3

 *

4

 * 分析GC日志：

5

 *

6

 *  [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

7

 * 1、GC 类型  GC：普通的GC，Full GC ：重GC

8

 * 2、1536K 执行 GC之前的大小

9

 * 3、504K  执行 GC之后的大小

10

 * 4、(2048K) young 的total大小

11

 * 5、0.0012643 secs 清理的时间

12

 * 6、user 总计GC所占用CPU的时间   sys OS调用等待的时间   real 应用暂停的时间

13

 *

14

 * GC ：串行执行 STW（Stop The World）  并行执行   G1

15

*/

16

17

public class Demo02 {

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    public static void main(String[] args) {

19

        System.gc(); // 手动唤醒GC（），等待cpu的调用

20

        String str = "ilovecoding";

21

        while (true){

22

            str += str

23

                    + new Random().nextInt(999999999)

24

                    + new Random().nextInt(999999999);

25

        }

26

        // 出现问题：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

27

    }

28

}

 

 

GCDump分析内存泄露分析

安装JProfile

运行时加上参数:-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError   生成的文件在项目根目录下/同级