JVM 理解整理

Love The Way You Lie 2022-02-18 09:25 260阅读 0赞

**目录**

运行时数据区域

方法区

虚拟机栈

本地方法栈

堆

程序计数器

运行时常量池

直接内存

hotspot虚拟机

创建对象

对象访问定位

垃圾收集器

对象存活判断

垃圾回收的算法

垃圾收集器

内存分配和回收策略

--------------------

记录自己在学习jvm中总结的有用内容：

JVM在执行程序时将内存分为若干数据区域

# 运行时数据区域 #

*  ## 方法区 ##

线程共享区域

存放JVM加载的类常量等

当无法满足内存分配的时候也会抛出OutOfMemoryError

1.  运行时常量池（java 并不是要求常量一定要编译才能产生，运行时的常量放入常量池中）
2.  直接内存
3.  只是在hotspot虚拟机中可以称为永久代，在新版本的jdk中已经放弃永久代用Native Memory来规划，将字符串常量池移出了永久代

*  ## 虚拟机栈 ##

作为每隔线程所私有的，一般存放的是局部变量例如基本数据类型，主要为执行的java方法服务，在这里会有两种异常stackOverflowError和OutOfMemoryError,第一个是出现在线程请求的深度大于JVM允许的深度，第二是在动态扩展时请求内存未分配到

*  ## 本地方法栈 ##

主要是为我们的Native原生方法服务的地方，同时也会同虚拟机栈一样抛出相同异常

*  ## 堆 ##

线程共享区域，简单来说就是放实例对象的地方

简单来说就是新建对象new出来存放地方，也是主要GC回收区域

如果新对象没有在堆中完成实例分配，堆无法扩展就会出现OutOfMemoryError

可以分为新生代和老年代

*  ## 程序计数器 ##

是用来作为记录每个线程字节码行号的指示器，jvm通过这个计数器来确定需要执行的下一个步骤

也是jvm中唯一一个未规定OutOfMemoryError的地方

*  ## 运行时常量池 ##

是方法区的一部分存放字面量和符号引用，JVM中常量不一定要编译才产生，在运行时也可以放入常量池，受到内存限制，无法申请到内存时OutOfMemoryError

*  ## 直接内存 ##

NIO类可以直接使用Native函数库分配堆外的内存

# hotspot虚拟机 #

*  ## 创建对象 ##

首先会去检查参数是否在常量池中能找到，再检查对象代表引用的类是否已加载，解析初始化过，若没有则先执行类加载

对象再分配内存时：①指针碰撞（内存规整，用过的内存放在一边，另外一边是空闲的内存，内存分配仅分配指针）②空闲列表（内存不规整的时候，需要在内存中单独维护一个表）

使用哪种分配内存取决于GC垃圾回收是否带有压缩整理功能，解决并发安全问题（①虚拟机采用CAS上配置失败重试保证原子性②内存分配按照线程分配不同空间）

*  ## 对象访问定位 ##

需要通过栈上的reference来操作堆上的具体对象，通过方式有句柄方式和直接指针

第一种就需要内存中的句柄池，优点是对象移动后无需修改reference数据，只用修改指针，第二种reference中就放置的对象地址访问速度快

*  ## 垃圾收集器 ##

1.  ### 对象存活判断 ###

有两种算法：引用计数法和可达性分析算法，第一种简单理解就是对象的引用有一个计数器，每次使用和失效就做对应的加减，存在问题就是出现对象之间相互引用的时候导致计数都不是0，优点是效率高

第二种存在一个GC ROOT的根节点作为初始对象，从此往下搜索通过引用链是否可达判断存活，在算法判断存活后会进入缓存阶段，一般判断死亡至少经过两次标记。

在jvm中新生代的回收效率远远大于永久代的回收效率，永久代一般回收废弃常量（只要没有引用）和类（①该类的在堆中所有实例不存在②类加载被回收③Class对象没有被引用，无法反射获取Class）

1.  ### 垃圾回收的算法 ###

①标记清除算法（先标记后清除效率低，回收后存在大量的内存碎片）

②复制算法（每次将存活对象复制在内存空间，然后整理原空间）一般新生代采用第二种，但是在一些场景下需要进入老年代的对象过多Survivor空间不够的时候需要老年代分配担保

③标记整理算法（根据老年代的特点若复制算法，效率低，若想减少50%的内存就需要担保）

④分代收集算法（在堆中分成老年代和新生代，新生代更新换代快，大部分都直接被回收，适合复制算法，老年代存活率高一般使用标记整理或标记清除）

⑤hotspot算法中：可达性分析从GC ROOT根对象判断可达当对象过多的时候会出现，随之而来的GC停顿，使用OopMap的数据结构来记录哪些地方存在引用用于当系统停顿时。通过OopMap就可以快速的完成GC ROOT枚举，但是hotspot中没有为每条指令都生成的了OopMap，而是在GC停顿时在安全点生成。所以在进入GC时安全点完美解决了问题，但是在不执行的程序例如sleep或者锁住的状态，这个时候不可能呢长时间等待，则需要安全区（指在一段代码片段中，引用关系不变化，这个区域中GC是安全的）线程执行到安全区先标记一次当要离开安全区域的时候，先检查是否完成了对GC ROOT的枚举，没完成线程等待

1.  ### 垃圾收集器 ###

1.  ### 内存分配和回收策略 ###

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