JVM虚拟机之内存管理学习篇

分手后的思念是犯贱 2023-02-28 01:57 30阅读 0赞

JVM对大家来说应该都不陌生，它的知识点也是我们面试中经常问到的，包括JVM性能调优，堆栈方法区的理解，各有什么不同，虚拟机的参数，垃圾回收等等。

**1、我们学习第一步当然是知道它是什么？那下边就介绍一下，什么是JVM？**  
      JVM，就是一台虚拟的机器，一般分为系统虚拟机和程序虚拟机，我们Java中的虚拟机就是程序虚拟机，它专门为执行单个计算机程序而设计，在java虚拟机中执行的指令我们称为java字节码指令。当启动一个Java程序时，就会运行一个Java虚拟机，每个Java程序都会对应一个Java虚拟机，运行中的Java虚拟机，也可以称为Java虚拟机的一个实例。Java程序运行结束关闭后，运行这个程序的Java虚拟机也会关闭。  
** 2、认识JVM虚拟机的基本结构**  
      一般分为3大模块，分别为：  
      1.类加载子系统： 负责从文件系统或网络中加载Class信息，加载的信息存放在一快称为方法区的内存空间。  
      2.运行时数据区域：包括堆、栈、方法区等  
      3.字节码执行引擎：最核心的组件，它辅助执行虚拟机的字节码，一般用户先进行编译成机器码后执行。动态的修改程序计数          器的值。

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**运行时数据区域按照线程共享分为两大类：  
共享：堆和方法区                  
不共享：栈、本地方法栈、程序计数器**

**方法区（元空间，jdk7之前是永久代）：**就是存放类信息，常量信息，常量池信息，包括字符串面量和数字常量等。如果静态变量是对象 ，放的是堆内存中对象的引用，也就是该对象的内存地址，也就是指针。

**堆：**java虚拟机启动的时候建立Java堆，它是java程序最主要的内存工作区域，几乎所有的对象实例都存放在Java堆中，堆空间是所有线程共享的。主要分为年轻代（包含Eden区，占年轻代内存的8/10和Survivor区，占年轻代内存的2/10，Survivor区中又分为From区，又称S0和To区，又称S1）占整个堆内存的1/3和老年代，占整个堆内存的2/3。

**栈：**每个虚拟机线程都有一个私有的栈，一个线程的栈在线程创建的时候被创建，一个方法对应一块栈帧内存区域   先进后出。  
  
栈内存中大致分为四大类：

局部变量表： 存放基本数据类型 、对象引用、指令码文件 。

操作数栈  ：临时的内存区域，用来存放程序在运行时操作数  。

动态链接：一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，包含这个引用的目的就是为了支持当前方法的代码能够实现动态链。

方法出口：记录各个方法在main方法中的位置，当某一方法挂起后，过段时间继续执行改方法时可以定位到该方法在main方法中的位置。

**本地方法栈：**就是本地方法运行时的一块区域 ，本地方法是native修饰的 ，是由c语句写的，会打jar包供java语言使用。

**程序计数器：**是每个线程独有的，记录了当前线程jvm指令码的行数，当前某一线程挂起时，执行完其他线程后，切回当前线程的时候知道从哪里继续执行。程序计数器是**唯一一个**在 Java 虚拟机规范中没有规定任何 OOM 情况的区域，所以这块区域也**不需要进行 GC。**

**3、堆、栈、方法区的概念和联系**

当User类被实例化出来之后会存储到堆内存中一块内存空间中  
当我们区使用的时候，都是使用User对象的引用；例：User u1 = new User();  
这里u1就是存放在java栈中的，即User真是对象的一个引用。

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**4、一个方法在虚拟机中的运行过程**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODAwNzE4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

进行编译后 得到一个.calss文件，然后我们使用命令>javap -c \*\*\*.class生成一个可读的java字节码文件

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODAwNzE4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

下面时字节码得文件：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODAwNzE4NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]  
 我们可以看到compute方法运行过程：

![20200719173729348.png][]

查看jvm指令手册得知

0：iconst\_1 将int类型常量1压入栈  
1：istore\_1 将int类型值存入局部变量1  
2：iconst\_2 将int类型常量2压入栈  
3：istore\_2 将int类型值存入局部变量2  
4：iload\_1从局部变量1中装载int类型值  
5：iload\_2从局部变量2中装载int类型值  
6：iadd 执行int类型的加法  
7：bipush        10   将一个8位带符号整数压入栈  
9：imul 执行int类型的乘法  
10：istore\_3将int类型值存入局部变量3  
11：iload\_3从局部变量3中装载int类型值  
12:：ireturn从方法中返回int类型的数据

声明一个局部变量int a=1，先将a分配到操作数栈中，然后在局部变量表中给常量a分配一块空间，并将a移到局部变量列表中a。b变量和a也一样。然后将局部变量1和2取出进行相加，再将整数10压入栈中后出栈，然后进行乘法运行，将运算得结果局部变量c中，将c转为int类型，最后返回。

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