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JVM你必须知道的那​些事

  • 时间:2018-02-08 16:09
  • 发布:tedu
  • 来源:网络

一:写在前面

以前从不感觉jvm内部的这一块领域是必须掌握的知识点,大概了解一下就行,甚至可以说是只是知道一些概念化的东西,似乎跟我没有多大关系,但是随着工作年限的不断增加,发现在这件事情真是错了,特别是在当在乞丐环境下跑项目的时候,从代码优化到莫名其妙的错误排查,总归能找到这样那样的原因,回过头来想想,才发现,jvm这块真的很重要,很重要,很重要,重要的事情说三遍,但是依然哪天想起来总是没有好好的深入的去学习,好了伤疤忘了疼。。。。 如今跨入大数据开发领域,却发现调优这块工作无处不在,计算、分析、算法、模式等等似乎总是欠缺点什么东西,得,长痛不如短痛,下功夫深入的了解了一段时间,收货不少,很多东西也就想开了,记录一些核心的部分。


      二:初识

不想上来就讲解jvm构成以及组成部分,百度一搜一大堆,没什么心意,先从实际的干饭说起,我们从第一天搞java开发,从来没有想过new了一个对象或者其他的东西后,需要我们手动去管理过他的内存空间释放,因为我们知道java有GC垃圾回收器这哥们的存在,他会帮我们处理好一切,这就好比我是皇帝,我想在哪建个行宫就在哪建,至于打扫战场的事儿,跟我没有关系,有总管专门去处理这件事情,似乎我们也极少碰见过内存溢出或者内存泄露这种事,看上去似乎是那么的洒脱,可问题就出在这里,因为这就相当于我们放了内存管理的权限下放了,下放给了jvm虚拟机,极少不代表不出现,而一旦出现内存泄露或者内存溢出时,如果你不对你这个总管的工作原理以及内部运作机制有个了解,很有效率的去解决这个问题将会比较困难。
程序是跑在内存里的,而内存呢又比较宝贵,我们写的java程序跑在jvm里,而jvm虚拟机会根据不同的需要,把它自己管理的内存去划分成几个重要的区,每个区分工不同,作用不同,下面着重写一下内存区域。

一、JVM运行时内存
     1.方法区:  
程序里面写的常量、静态变量、已被jvm加载的类信息等都会存放在这个片区,该区被所有线程共享。

2.本地方法栈:
该区为本地方法提供相关的一系列服务,需要注意的是该区域也会抛内存溢出和内存泄露的异常。
(什么是本地方法??有时java应用需要与java外面的环境交互,比如用java写的程序需要与一些底层系统或某些硬件时,本地方法正是这样的一种交流机制,它为我们提供了一个非常简洁的接口封装,直接调用即可,不需要去关注底层的实现细节。)

3.程序计数器
该区占用内存空间较小,用途跟字面意思是等价的,就是用来计数的,可以看成是线程执行的字节码的行号指示器,字节码解释器工作时是通过改变该计数器的值来选取下一条要执行的字节码指令,如分支、循环、跳转、线程恢复等功能,依赖于该计数器。
在这里多说一点,一个cpu同一时间片段,只能执行一条线程中的指令,当线程切换恢复至自身执行时,也是由该计数器来拿正确的执行位置的,为了达到这个目的,所以,每一个线程都会有自己独立的程序计数器,线程之间互不影响,独立存储,这就是“私有内存”。

4.堆(该区细节必须熟知和掌握,重中之重)
该区是jvm管理的内存中分配最大的一块空间,原因是这里面将会存放所有你通过new出来的对象实例分配,可以这么理解(未来技术的发展,可能会有栈上分配等优化技术的进一步提升),并且该区域是被所有线程共享的一块内存区域、该区域是GC垃圾收集器管理收集的主要区域(可能会划分出多个线程私有的分配缓冲区TLAB,进一步划分只有一个目的,便于垃圾回收)。
从内存回收的角度来说,(前一段时间,自己写了一个内存缓存框架,是基于“老年代"实现的,书到用时方恨少)GC是采用分代收集算法的,因此堆依据分代收集划分为了:新生代、老年代、永久代。后面会单独开一章节写写GC。

5.栈
该区为线程私有,声明周期与线程保持一致,描述的是java方法执行的内存模型,每个方法执行时会创建一个栈帧,用于存储局部变量、操作数栈、方法出口等,可以这么理解:当你调用一个方法时,调用开始理解为入栈、内部执行完毕结束为出栈。

二、直接内存
该区域不属于jvm运行时管理数据去的一部分,也并非jvm定义的内存区域,那这块区域是啥呢? 是分配给jvm内存之外的你剩余的直接内存区域部分,这里得提到一个类,NIO,它可以通过调用本地方法函数库直接分配jvm堆外的内存,并通过java对重的对象作为这块内存的引用进行操作,很显然,这块内存的分配不会受制于jvm堆大小的限制,但是受制于本机总的物理内存的限制。当做虚拟机调优时,不能忽略这块内存的参数设置,一旦设定的内存区域综合大于物理内存时,一样会出现内存溢出等错误。

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