java虚拟机

JDK = JRE+开发调试诊断工具

JRE = JVM + JAVA标准库

JVM的运行时数据区

1.程序计数器

程序计数器占用一块较小的内存空间。当前线程所执行字节码的指示器。就像是汇编语言中保存了执行的地址。程序计数器是线程独立的,当每个线程执行到某个位置时可能会阻塞,线程切换后能够恢复到正确的执行位置都是利用程序计数器来得到。它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在Java虚拟机的概念模型里,字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器 的值来选取下一条需要执行的字节码指令,它是程序控制流的指示器,分支、循环、跳转、异常处 理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。

2.java虚拟机

Java虚拟机栈线程私有。每个方法的创建,java虚拟机栈都会创建一个栈帧(存储局部变量表,操作数栈,动态链接,方法出口等信息)方法调用执行完就会出栈。这也就是我们递归调用的时候就相当于不断的将自己这个方法压栈,当超出容量的时候就会发生栈溢出的异常。

3.本地方法栈

调用本地的方法时使用到的地方,我们java语言中很多底层的实现都调用来c语言的实现。

4.java堆

Java堆(Java Heap)是虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所 有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例,Java 世界里“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。也是这里拥有者jvm最火爆的垃圾回收机制。常见主流的java8默认parallel并行收集器,parnew + cms的垃圾回收机制,java11默认的g1垃圾回收机制,以及未来趋势的shenandoah和zgc收集器。

5.方法区

方法区(Method Area)与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载 的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。

6.运行时常量池

运行时常量池(Runtime Constant Pool)是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字 段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息是常量池表(Constant Pool Table),用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用,这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

7.直接内存

直接内存(Direct Memory)并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是《Java虚拟机规范》中 定义的内存区域。在JDK 1.4中新加入了NIO(New Input/Output)类,引入了一种基于通道(Channel)与缓冲区 (Buffer)的I/O方式,它可以使用Nat ive函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在Java堆里面的 DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。

HotSpot虚拟机对象 对象的创建

当java虚拟机遇到一个new 的指令时,首先去检查能否在常量池中定位到一个类的符号引用,并检查这个符号引用代表类是否已被加载、解析和初始化过,如果没有则需要先执行相应的类加载。

类加载检查通过后就需要为新生对象分配内存,假设java堆中的内存时绝对规整的,被使用过内存放在一边,空闲的内存放在另一边,中间放着一个指针作为分界点的指示器,那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲方向挪动与分配对象大小相等的距离,这种分配叫“指针碰撞”。如果java堆中的内存并不是规整的,虚拟机就必须维护一个列表,这种分配方式称为”空闲列表”。选择那种分配方式由java堆中所采用的的垃圾收集器是否带有空间压缩整理的能力决定。

对象的内存布局

对象在堆内存中的存储布局可以划分为三个部分:对象头、实例数据和对齐填充

对象头部分包含两类信息:一类是用于存储对象自身运行时数据,如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等另一类是类型指针即对象指向它的类型元数据指针,java虚拟机通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例。

实例数据真正存储的有效信息,程序代码中所定义的各种类型的字段内容

对齐填充,hotspot虚拟机的自动内存管理系统要求对象的大小都必须是8字节的整数倍,当实例数据部分没有对齐就需要对齐填充

OutOfMemoryError

java堆溢出

虚拟机栈和本地方法栈溢出

方法区和运行时常量池溢出

本机直接内存溢出

垃圾收集器与内存分配策略 判断对象的死亡策略 引用计数法

在对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,计数器就加一;当引用失效时,计数器值就减一;任何时刻计数器为零的对象就是不可能再被使用的。会有循环依赖的问题,java虚拟机并不是通过引用计数算法来判断对象是否存货的

可达性分析算法

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