• 虛擬機(jī)大致分為系統(tǒng)虛擬機(jī)(vmware,可運行完整操作系統(tǒng)的軟件平臺)和程序虛擬機(jī)(jvm，專門為執(zhí)行當(dāng)個計算機(jī)程序而設(shè)計)，在上面運行的軟件都被限制于虛擬機(jī)提供的資源中
• 虛擬機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

虛擬機(jī)基本結(jié)構(gòu).png

1.類加載子系統(tǒng)：負(fù)責(zé)從文件系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中加載class信息，存放到方法區(qū),也就是一塊內(nèi)存空間

2.*方法區(qū)：存放類信息，常量信息，常量池信息，包括字符串字面量和數(shù)字常量等

3.*java堆：jvm啟動的時候建立java堆，java程序最主要的內(nèi)存工作區(qū)域，幾乎所有的對象實例都放在java堆中，堆空間是所有線程共享的，

4.直接內(nèi)存：java的nio庫允許java程序使用直接內(nèi)存，從而提高性能，通常直接內(nèi)存速度會優(yōu)于java堆，讀寫頻繁的場合可能會考慮使用

5.*java棧：每個虛擬機(jī)線程都有一個私有的棧，線程棧在線程創(chuàng)建的時候被創(chuàng)建，線程棧中保存著局部變量，方法參數(shù)，java的方法調(diào)用，返回值等等

6.本地方法棧和java棧非常類似 ，但是本地方法棧用于java調(diào)用本地方法（通常使用c編寫）

7.*java 自己的一套進(jìn)行垃圾清理的機(jī)制，稍后詳細(xì)說明

8.pc寄存器，每個線程的私有空間，jvm會為每個線程創(chuàng)建pc寄存器，在任意時刻，一個java線程總是在執(zhí)行一個方法，這個方法稱為當(dāng)前方法，如果當(dāng)前方法不是本地方法，pc寄存器就會執(zhí)行當(dāng)前正在被執(zhí)行的指令，如果是本地方法，pc寄存器值為undefined，pc寄存器存放如當(dāng)前執(zhí)行環(huán)境指針，程序計數(shù)器，操作棧指針，計算的變量指針等

9.*虛擬機(jī)最核心的組件，負(fù)責(zé)執(zhí)行虛擬機(jī)的字節(jié)碼，一般會先進(jìn)行編譯成機(jī)器碼后執(zhí)行

帶*的是重要部分

類加載之后一些信息（類信息，靜態(tài)信息被存放于方法區(qū)中，快永久區(qū)Perm）
類被實例化之后，被存儲到j(luò)ava堆中，一塊內(nèi)存空間
當(dāng)我們使用對象的時候，其實用的是這塊內(nèi)存空間的引用
這個引用存放在java棧中

image.png

• java堆詳解
  • 幾乎所有的對象都放在其中，java堆是自動化管理的，通過垃圾回收機(jī)制，垃圾對象會自動清理，不需要顯示的釋放
  • 根據(jù)垃圾回收機(jī)制的不同，java堆可能會有不同的結(jié)構(gòu)，最常見的是將整個java堆分為新生代和老年代，新生代存放新生的對象或者年齡不大的對象，老年代則存放老年對象
  • 新生代分為eden區(qū)，s0區(qū)，s1區(qū)，s0和s1區(qū)也被稱為from和to區(qū)域，他們是倆塊大小相等并且可以互換角色的空間
  • 絕大多數(shù)情況下，對象首先分配在eden區(qū)，在一次新生代回收后，如果對象還存活，則會進(jìn)入s0或者s1區(qū)（或者的原因是在任意時間s0和s1只能有一塊在使用），之后每經(jīng)過一次新生代回收，如果對象存活則它的年齡就加1，當(dāng)對象達(dá)到一定年齡（閾值）后，則進(jìn)入老年代（tenured區(qū)，表明在一定考量后，這個數(shù)據(jù)一直被引用，老年區(qū)的數(shù)據(jù)不會被頻繁的回收，新生代則會被頻繁回收）
  • s0和s1區(qū)存在的意義在于，這倆塊區(qū)域的垃圾回收使用的是復(fù)制算法，核心思想是將內(nèi)存空間分為倆塊，每次只使用其中一塊，垃圾回收時，將正在使用的內(nèi)存中的存留對象復(fù)制到未被使用的內(nèi)存塊中去，之后去清除之前正在使用的內(nèi)存塊中的所有對象，反復(fù)去交換倆個內(nèi)存的角色，完成垃圾收集。
• java 棧
  • 線程私有的內(nèi)存空間，一個棧一般有三部分組成：局部變量表，操作數(shù)棧和幀數(shù)據(jù)區(qū)
  • 局部變量表：用于保存函數(shù)的參數(shù)及局部變量
  • 操作數(shù)棧：主要保存計算過程的中間結(jié)果，同時作為計算過程中變量臨時的存儲空間
  • 幀數(shù)據(jù)區(qū)：除了局部變量表和操作數(shù)棧之外，棧還需要一些數(shù)據(jù)來支持常量池的解析，幀數(shù)據(jù)區(qū)保存著常量池的指針，方便程序訪問常量池，此外，當(dāng)函數(shù)返回或者出現(xiàn)異常時，虛擬機(jī)必須有一個異常處理表，方便發(fā)送異常的時候找到異常的代碼，因此異常處理表也是幀數(shù)據(jù)區(qū)的一部分。
• java方法區(qū)
  • 和堆一樣，方法區(qū)是一塊所有線程共享的內(nèi)存區(qū)域，它保存系統(tǒng)的類信息，比如類的字段，方法，常量池等，方法區(qū)的大小決定了系統(tǒng)可以保存多少個類，如果系統(tǒng)定義太多的類，導(dǎo)致方法區(qū)溢出。虛擬機(jī)同樣會拋出內(nèi)存溢出錯誤。方法區(qū)可以理解為永久區(qū)（Perm）
• 虛擬機(jī)參數(shù)
  • 圍繞堆，棧，方法區(qū)，垃圾回收機(jī)制 配置
  • 堆分配參數(shù)：
    • -xx:+PrintGC 虛擬機(jī)啟動后，只要遇到GC就會打印日志
    • -xx:+UseSerialGC 配置串行回收器
    • -xx:+PrintGCDetails gc時可以查看詳細(xì)信息，包括各個區(qū)的情況
    • -Xms java程序啟動時初始堆大小
    • -Xmx java程序能獲得的最大堆大小
    • -Xmn 設(shè)置新生代大小，這個參數(shù)對gc有較大影響，一般設(shè)置為整個堆大小的三分之一到四分之一左右
    • -XX:SurvivorRatio 設(shè)置新生代中eden空間和from或to空間的比例，如果等于3，說明eden區(qū)比上from或to區(qū)為3:1
    • -XX:NewRatio 設(shè)置新生代和老年代的比例
    • -XX:+PrintCommandLineFlags 可以將虛擬機(jī)的參數(shù)輸出
    • 總結(jié)，實際工作中可以將初始堆大小和最大堆大小設(shè)置相等，這樣可以減少程序運行時的垃圾回收次數(shù)，從而提高性能

    • GCdetails解讀

      
      
      GCdetails
      • def new generation 新生代，分為eden區(qū)，from區(qū)，to區(qū)，后面幾列是總空間，使用空間百分比，最后是內(nèi)存地址
      • tenured generation 老年代，后面幾列是總空間，使用空間百分比，最后是內(nèi)存地址
      • compacting perm gen 永久區(qū)（perm）
    • 堆溢出處理
      • 如果堆空間不足，則會拋出內(nèi)存溢出的錯誤（Out Of Memory，OOM），這類問題如果發(fā)生在生產(chǎn)環(huán)境，可能會引起嚴(yán)重的業(yè)務(wù)中斷.
      • -XX:HeapDumpOnOutOfMemoryError,使用該參數(shù)可以再內(nèi)存溢出時導(dǎo)出整個堆信息
      • -XX:HeapDumpPath 設(shè)置導(dǎo)出堆信息的存放路徑，與上面的參數(shù)配合使用
      • 例子：
        -Xms1m -Xmx1m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/Test03.dump
      • dump文件分析工具
      • 分析方法
      • 代碼示例

      public static void main(String[] args) {
      
      //-Xms1m -Xmx1m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/Test03.dump
      //堆內(nèi)存溢出
      Vector v = new Vector();
      for(int i=0; i < 5; i ++){
          v.add(new Byte[1*1024*1024]);
        }
      
      }
      

    • 棧參數(shù)配置
      • -Xss 指定單個線程的最大?？臻g，?？臻g的大小直接決定了函數(shù)可調(diào)用的最大深度
      • 代碼示例

      public class Test04 {
      
      //-Xss1m  
      //-Xss5m
      
      //棧調(diào)用深度
      private static int count;
      
      public static void recursion(){
          count++;
          recursion();
      }
      public static void main(String[] args){
          try {
                recursion();
            } catch (Throwable t) {
        System.out.println("調(diào)用最大深入：" + count);
        t.printStackTrace();
          }
        }
      }
      

    • 方法區(qū)參數(shù)配置
      • 方法區(qū)保存系統(tǒng)的類信息
      • 默認(rèn)情況下，-XX:MaxPermSize 為64MB，如果系統(tǒng)運行時產(chǎn)生大量的類，就需要設(shè)置一個相對合適的方法區(qū)，以免永久區(qū)內(nèi)存溢出的問題
      • -XX:PermSize 初始化方法區(qū)大小
      • -XX:MaxPermSize 方法區(qū)最大大小
    • 直接內(nèi)存參數(shù)配置
      • -XX:MaxDirectMemorySize，如果不設(shè)置，默認(rèn)值為最大堆空間，即-Xmx，直接內(nèi)存使用達(dá)到上限時，會觸發(fā)垃圾回收，如果不能有效的釋放空間，也會引起系統(tǒng)的OOM，
      • jdk1.7之后，不再關(guān)注這個參數(shù)，配不配都沒什么大影響
• Client和Server虛擬機(jī)工作模式
  • 只有在jdk1.7之前，jdk才分這倆個模式，1.7之后不再提供client模式，使用-client參數(shù)使用Client模式，使用-server使用Server模式，
  • 區(qū)別
    • Client模式啟動較快，適用于測試，不追求系統(tǒng)的長時間使用性能
    • Server模式啟動較慢，會對虛擬機(jī)的性能進(jìn)行負(fù)載的系統(tǒng)性能信息收集和使用更復(fù)雜的算法對程序進(jìn)行優(yōu)化，長期運行性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于client模式
• 關(guān)于jvm的博客參考