JVM——内存结构

JVM——内存结构

内存结构

1.程序计数器

作用：记录程序执行的下一条指令。
特点：
1.线程私有
cpu给这个线程非配一段时间，但是这段时间没有执行完，换下一个，程序计数器记下下一条指令。每个线程都有自己的程序计数器。

2.虚拟机栈

1.什么是栈？

线程运行时需要的内存空间。

内存空间中：
方法区：存储.class的相关信息（执行进栈，new进堆）
堆：new出来的东西
栈：存储方法中的局部变量
1.

栈由多个栈帧组成。每个线程，只能有一个活动栈帧，对应着正在执行的那个方法。
栈帧：每个方法运行时需要的内存。方法;(参数，局部变量，返回值)

2.动态过程：

数组和学对象那里都讲过了！！自己复习。

3.线程问题：

1.垃圾回收是否涉及栈内存？？
不需要。方法执行完，自动出栈，不需要垃圾回收来管理。垃圾回收回收的是堆内存中的无用对象。

2.栈的内存是否越大越好？
默认1024kb
栈内存太大，线程数变少。因为物理内存大小是一定的。栈帧*线程数（之和）=总大小（个人理解）一般使用默认就够了。

3.方法中的局部变量是否线程安全？？
看它是否被线程共享（static），
或者当做参数，又被下一个方法使用，
或者他被当做返回值返回了，返回就意味着可能会被其他线程拿到，可能就被共享了。
只有被共享时才会存在安全问题。

注意：判断是否安全，不仅要看他是否是局部变量，还要看他是否 逃离了方法的舒服范围。

4.栈内存溢出（StackOverflowError）

导致栈内存溢出的情况：
1.栈帧只进不出就会导致，比如递归，一定要有终止条件。
2.栈帧过大
3.对象转json时 对象的两个类之间循环引用（设置@JsonIgnore，转换时忽略某个属性，解决这个问题）

自己测试：
如何设置栈内存：
idea中——Edit—— -Xxs256kb

5.线程诊断

1.cpu占用太高：
估计代码写的有问题了（如何排查 查看错误的进程编号 Linux：top命令 ps命令查看线程对cpu的占有情况）jstack 进程id（列出详细线程信息 但是怎么用？？？？）
2.程序运行很长时间没有结果：
可能多个线程发生了死锁。
什么是死锁（deadLock）？？？？两个锁相互嵌套（互锁）。

3.本地方法栈

调用本地方法时，提供的内存。本地方法指不是由java编写的代码。由c或c++编写的更底层的方法。就需要给他提供这种环境，间接调用native，通过接口。（比如hashcode，notify，wait等都是native方法）

4.堆（Heap）：共享

注意：前面三个都是现成私有的。后面这两个是共享的。那么就要考虑现成安全问题。

1.安全问题：
2.垃圾回收问题：空闲对象，及时回收。<():垃圾回收

那么为什么还会出现堆内存溢出（OutOfMemoryError）？生产太多，而且一直被用着。比如list加东西，被放入了死循环中。一直用着，停不下来。

-Xmx8m测试（想测试问题，就把内存改小一点）

1.堆内存诊断

jps：查看当前系统有哪些进程
jmap：查看堆内存占用情况

jhsdb jmap --heap --pid 13540

jconsole：连续化监测工具
hhhhhh 有点好玩

案例：执行多次垃圾回收后，内存占用率依然很高。
使用jvisualvm工具查找

5.方法区：共享

所有线程共享的区。

1.内存溢出

1.8之前：永久代内存溢出（类+类加载器+常量池（SstringTable））
1.8之后：（MetaSpace）元空间内存溢出（类+类加载器+常量池）（与之前不同的是，StringTable不在常量池中了，在堆中）

元空间使用的是系统内存（操作系统）

加载到栈时，栈空间不够了，就也是内存溢出了（OutOfMemoryError）

框架里，一般都会用到一些技术（cglib）,用到一些代理类，动态产生class字节码技术，一不小心很肯能发生这种错误。

2.常量池

反编译：javap -v ***.class

字节码文件（类基本信息+常量池+类定义信息，包含了虚拟机指令）
常量池：（就是一张表）提供常量符号，虚拟指令根据常量表，去查自己执行的类名，方法名，参数类型等。

运行时常量池： 常量池放在*。class文件中，当该类被加载，他的常量池信息，就会被放入运行时常量池，并把里面的符号地址变为真实地址。

3.StringTable（面试题）

//注意：常量池中的信息，都会被加载到运行时常量池中，这时"a","b","ab"嗾使常量池中的符号，当被使用时才会变成java对象字符串延迟加载：String s="ab";String s1="a";String s2="b";String s3="a"+"b";  //常量拼接，值是不可改变的，在编译期的时候结果就能确定，所以在常量池中String s4=s1+s2;  //两个变量拼接，值有可能改变，所以必须动态拼接，查看底层。//new StringBuilder.append("a").append("b").toString()    它的toString()方法里实际是 new String() 所以他存在在堆中System.out.println(s==s3);   //trueSystem.out.println(s==s4);  //false

这里也要注意**==和equals的区别**：

1.8之后：String s1=new String("a")+new String("b");String s2 = s1.intern();  //把字符串对象放入串池中，如果串池中原本没有，// 则返回串池中的对象；如果有，不会放入System.out.println(s1=="ab"); //trueSystem.out.println(s2=="ab");   //true

1.6：String s1=new String("a")+new String("b");String s2 = s1.intern();  //1.6是代表把堆中的复制了一份，把字符串对象放入串池中，如果串池中原本没有，// 则返回串池中的对象；如果有，不会放入System.out.println(s1=="ab"); //falseSystem.out.println(s2=="ab");   //true

注意：1.s.intern()的位置很重要，池中没有，他就变成常量了，如果有，还是堆中的那个对象！！！！！
2.jdk1.6 1.8的区别：
3.左边是池中对象，右边是你自己入池不入池

   public static void main(String[] args) {String s1 = "a";String s2 = "b";String s3 = "a" + "b"; // abString s4 = s1 + s2;   // new String("ab")String s5 = "ab";String s6 = s4.intern();// 问System.out.println(s3 == s4); // falseSystem.out.println(s3 == s5); // trueSystem.out.println(s3 == s6); // trueString x2 = new String("c") + new String("d"); // new String("cd")x2.intern();String x1 = "cd";// 问，如果调换了【最后两行代码】的位置呢，如果是jdk1.6呢System.out.println(x1 == x2);

StringTable位置：

1.8后：Minor Gc： 触发回收，用的堆空间
1.6：PermGen（永久代）才触发回收 内存中用到常量池很多，这就有点晚了。很容易触发内存不足。

测试StringTable发生内存溢出的情况：

jdk8: -Xmx10m  -XX:-UseGCOverheadLimit-Xmx:堆内存jdk6:-XX:MaxPermSize=10m

StringTable垃圾回收：

内存紧张时，会垃圾回收，一般都给放进去了。

演示：

-Xmx10m  -XX:PrintStringTableStatistics -XX:PrintGCDetails -verbose:gc

字符串常量也会被垃圾回收
底层类似于HashTable——桶机制

StringtTable:性能调优
与哈希表中的桶的个数密切相关

StringTable调优：1：实际就是调整桶的个数 更好的哈希分布 减少哈希冲突；2.考虑字符串是否入池(intern() 方法来调优)

什么是哈希冲突？？
如何解决哈希冲突？？

-Xsx500m -Xmx500m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:StringTableSize=200000

6.直接内存

不属于jvm，属于操作系统内存。那么他是否能够进行垃圾回收。
allocateDirect（）；可以回收。那么原理是什么呢？？
有一个unsafe类：管理释放和回收直接内存，freeMemory（）。

byteBuffer的关联——查看源码，里面有调用unsafe类

<（）：显式垃圾回收。（回收新生代还有老年代，影响性能）
禁用显式回收对内存。（调优） 手动unsafe的freeMemory（）释放。

-XX： +DisableExplictGC 禁用显式

• 常用于NIO操作，用户数据缓冲区（Buffer）
• 分配回收成本较高，但读写性能非常高
• 不受jvm内存回收管理

什么是NIO？？？？？？

为什么Buffer或直接内存效率这么高？？？
java自己没有读写方法，必须调用操作系统的。

java不能直接操作，要进行读写。
那么Direct Memory（直接内存，划分出一片区域，java也可以用），少了从缓冲区的复制操作。