JVM《基础篇》

我们学的是oracle的jvm

学习路线：

程序计数器：

定义：

Program counter Register 程序计数器（寄存器）

作用，是记住下一条jabm指令得执行地址

特点

是线程私有得，每一个线程都有自己得程序计数器（主要用于记住，当前执行到线程代码得地址）

不会存在内存溢出

回顾数据结构栈：

先进后出，后进先出的原则，

参考递归

栈-线程运行需要的内存空间，

一个栈有多个栈帧组成

栈帧对应一次方法的调用，所以，在线程运行的时候每个方法需要的内存我们称为栈帧。

栈帧：每个方法运行时需要的内存；

这里回顾一下方法调用的操作：main 调用方法a ，a方法内部调用的b，这个时候按照栈的加载进入程序，最后释放的是main方法；

Java Virtual Machine Stacks（java虚拟机栈）

*）每个线程运行时需要的内存，称为虚拟机栈

*）每个栈帧由多个（Rrame重新载入帧）组成，对应着每次方法调用时所占用的内存

*）每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法 （栈顶部栈帧称为活动栈帧）

问题：：

1.垃圾回收是否涉及我们的栈内存？

不需要，栈内存是栈帧的一次次调用，栈帧内存在每一次结束调用后，都会被弹出栈，会被自动回收掉，不需要垃圾回收，垃圾回收回收的是堆内存中的无用对象，栈内存不需要。不会也不需要

2.栈内存分配越大越好么？

内存越大，线程数越小，（物理内存是固定的，），假设：一个线程使用的栈内存使用的1兆的内存，我物理内存是500，理论上可以运行五百个线程；

如果我给每个给每个栈内存设置了2兆的内存，理论上就变成只能运行250个线程。

建议使用系统默认内存

错，栈内存过大，相应就是代码增多，提高了解耦难度，冗余度也随之提高

这里可以指定栈内存的大小（-Xss），不指认大小，会跟根据操作系统默认大小

Windows，会根据自身的虚拟内存来影响每个栈的大小

3.方法内部的局部变量是否线程安全？

1.分析这个变量是否私有还是线程共有：是否static修饰

线程不共用一个变量的时候：

局部变量，对应一个栈帧，线程内每次调用一个方法都会产生一个栈帧，

也就是说不同线程拿到的成员变量都是自己私有的一个变量。他们各自++互不干扰；

我们通过案来理解

这个栈帧是安全的，栈帧加载后创建出的局部变量，其他线程是访问不到的

这个局部变量是不安全的，它以形参方式传递进来，有可能会被其他线程访问并且修改掉数据（形参共享）

局部变量本身是安全的，但是被当成返回结果返回了，这就有可能被其他线程拿到这个结果来引用，并且并发的去修改它，这个时候就不再是安全的了。

栈内存溢出：

学习什么情况下导致 内存溢出

1.栈帧过多，栈内存是固定的

导致溢出

递归调用如果没有设置一个正确的计数条件，就会导致不停的产生栈帧。（在不明却递归条件的值是否安全是，避免使用递归）

2.栈帧过大！

基本不会出现这种情况，基本不存在，栈帧过大出现溢出，都是栈帧过多。

设置栈内存的大小：

1

2

3：日常开发中，第三方库也会导致 stackOverflowError

转json用OjectMapper的时候，部门包含员工，员工包含部门，形成一个递归映射的关系，导致现栈内存溢出。 （两个类之间的循环引用关系导致递归死循环）

解决方式：

在转json转的过程中打断这种关系，比如：

我转换员工的时候，遇到这个部门转换，我们就不转了；（把双向关系，打破转变成单项关系）

线程运行诊断：

案例1：cpu占用过多：！！！

定位线程（Linux）

一定要避开这个问题！！

案例2：程序运行很长时间没有结果：

Native Mthod Stacks (本地方法栈)

就是一些java基本构成的一些方法，他们没有具体返回值，native的方法声明，它的方法实现都是通过c来实现的， 我们的java代码通过这个native间接的去调用本地方法接口去调用c或从c++的实现，Object里面的方法基本都是。

Heap（堆）

通过new关键字，创建对象都会使用堆内存

特点：

*）它是线程共享的，堆中对象都要考虑线程安全的问题；

*）有垃圾回收机制

outOfMemoryError错误经典案例：

4G运行了26次空间不够

-Xmx8m堆内存空间设置（8m）

17次空间不够

堆内存诊断（Heap stacks）

jps工具：

查看当前系统中有那些Java进程

命令jps查看进程id

jmap工具：

查看堆内存占用清空（工具使用代码：jmap -heap）

jconsole工具

图形界面的，多功能监测工具，可以连续检测

（命令就是jconsole）

最好用的工具jvistualvm：

案例：垃圾回收后，内存占用仍然很高

堆赚储

Method Area（方法区）：

CGlib动态代理的实现Spring，mybatis，ClassWriter。他们底层都实现了一个叫ClassVisitor的字节码接口。用于实现动态代理,

CGlib也有ClassWriter，他们都出自一个类，都是在运行期间动态生成类字节码。代理技术里面广泛引用到这个技术。

堆中方法区，定义永久代

元空间（现在使用操作操作 系统的分配）

1.6的时候存储在永久代，但是1.8之后永久代这个实现被废弃了，

但是方法区还是概念上的东西；

它的实现，变成了method space（元空间），不过它已经不占用堆内存了。

已经不是由jvm在管理，移存到本地内存去了（heap堆中）；

线程共享区域，存储了一些类结构的信息；

field 成员变量；

method data 方法数据；

code for methods and consrructors

就是我们的成员方法以及构造器方法他们的代码 包括一些special method特殊方法；

还有运行时常量池：run-time-constant-pool（单独说）

方法区内存溢出：

1.8以前会导致永久代内存溢出

-XX:MaxMetaspaceSize=8m

永久代会被GC管理

这里主要演示的是元空间的内存溢出，元空间中是基于系统内存来分配的，跟物理运行内存有关；

public class PermGenOverflowTest extends ClassLoader{
@Test
public void permGenOverflow(){
int j=0;
try{
PermGenOverflowTest test = new PermGenOverflowTest();
for (int i = 0; i <10000; i++,j++) {
//ClassWriter 生成二进制字节码
ClassWriter writer = new ClassWriter(0);
//版本号 权限修饰符 类名 父类 接口
writer.visit(Opcodes.V1_8,Opcodes.ACC_PUBLIC,"Class"+i,null,"java/lang/Object",null);
byte [] code = writer.toByteArray();
test.defineClass("Class"+i,code,0, code.length);//只执行了类的加载
}
}finally {
System.out.println(j);
}
}
}

Metaspace空间导致的内存溢出

1.8之后会导致元空间内存溢出

这里介绍一个类：Clasloader类//用来加载类的二进制字节码

ClassWtier作用时生成类的二进制字节码

添加参数给元内存空间指定大小

动态生成场景

运行时常量池：

常量池中进行的赋值操作，程序计数器也是在这里

javap -c 类名.class

常量池与串池的关系：

常量池中的信息，都会被加载到运行时常量池中；这时都是常量池中的符号，还没

有变为java中的字符串对象；

类的组成

反编译一个类查看

javap -v App.class//反编译一个类，查看这个类信息

这个是时候，串池是这样的StringTable[]

串池：

是一个hashtable的结构，不能扩容

1.如果字符a在串池中没有，StringTable[“a”]中添加a，都是串池先找一圈；

2.懒惰的模式；执行到，用到它的时候才会去创建或查找它；

在串池中，相同数据（地址）只会存储一次

位置不一样new的在堆里面

所以这里是新存储了两条地址，里面有new操作

hash链表特性：相同值，相同地址认定为同一个数据，相同数据会

讲解：

这里说一下，intern操作是把当前对象（数据）放入串池（结果是true）

String a = new String("b")+new String("a");
String b= a.intern();
System.out.println(a==b);

这里讲解一下如果intern放入串池的内容存在不会再放入，返回原值

所以这里a是false b是true

String c = "ba";
String a = new String("b")+new String("a");
String b= a.intern();
System.out.println(a==c);
System.out.println(b==c);

1.8是直接将对象放入串池

主要是看水先入池
String a = new String("b")+new String("a");
a.intern();
String c = "ba";
System.out.println(a==c);

1.6是复制一份放入串池

这里是1.6测试：

String Tabele位置

确认位置通过报错这里先看1.6：

1.8的

关掉垃圾回收机制后得出报错是heap溢出

String Table 调优：

添加的垃圾回收的信息：会打印内存占用，如果有垃圾会收会打印GC

这里是一些类名啊，变量名啊，他们也是以字符串存储的；也属于常量池；SymbolTable

String Table 底层类似于hashtable的实现；是数组加链表的结构，数组的个数称为桶

默认桶个数60013（红黑树结构 ）

这里没有引发垃圾回收机制因为100次还不足以引发但是可以看到串池的增长是一个百个

这里存一万个，发现只存了7000多

这里打印了一条由于内存空间分配失败触发了垃圾回收

GC垃圾回收的规则

就是我用了98%的经历来回收垃圾，但是只起到2%的作用，我就开始抛出异常不在处理

StringTable也是回受到垃圾回收机制的管理的， 当内存空间不足时，string table 那些 没有被引用的字符串常量，也会被回收；

演示StringTable的垃圾回收机制：