jvm內(nèi)存結(jié)構(gòu)

1.程序計數(shù)器

1.1 定義

Program Counter Register 程序計數(shù)器(寄存器)

作用，記住下一條jvm指令的執(zhí)行地址
特點(diǎn)
- 是線程私有的
- （唯一）不會存在內(nèi)存溢出

1.2 作用

二進(jìn)制字節(jié)碼 jvm指令

 public int add();
    Code:
       0: iconst_1    // 把1壓入操作數(shù)棧中
       1: istore_1    //將int類型值存入局部變量1，這個局部變量1指局部變量表中的第一個數(shù)
       2: iconst_2        
       3: istore_2
       4: iload_1     //從局部變量1中裝載int類型值，這里的局部變量指第一個數(shù)，即a
       5: iload_2
       6: iadd         //執(zhí)行相加
       7: istore_3    //存儲c
       8: iload_3     //裝載c
       9: ireturn     //返回
}

image

實(shí)現(xiàn)：

通過寄存器實(shí)現(xiàn)，把cup的寄存器當(dāng)做程序計數(shù)器

2.虛擬機(jī)棧

image

2.1定義

java Virtual Machine Stacks (java 虛擬機(jī)棧)

每個線程運(yùn)行時所需要的內(nèi)存，稱為虛擬機(jī)棧
每個棧有多個棧幀（Frame）組成，對應(yīng)著每次方法調(diào)用時所占的內(nèi)存
每個線程只能有一個活動棧幀，對應(yīng)著當(dāng)前正在執(zhí)行的那個方法

問題：

垃圾回收是否涉及棧內(nèi)存？方法調(diào)用完會自動彈出，回收內(nèi)存，垃圾回收不涉及棧內(nèi)存
棧內(nèi)存分配越大越好？棧內(nèi)存劃得越大，線程數(shù)會越少，因?yàn)閮?nèi)存有限，棧內(nèi)存是線程獨(dú)享
方法內(nèi)的局部變量是否線程安全？線程棧的線程私有的，是線程安全的
- 如果方法內(nèi)局部變量，沒有逃離方法的作用范圍，它是線程安全的
- 如果是局部變量引用了對象，并逃離方法的作用方法，需要考慮線程安全

/**
 * 演示棧幀
 */
public class Demo1_1 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        method1();
    }

    private static void method1() {
        method2(1, 2);
    }

    private static int method2(int a, int b) {
        int c =  a + b;
        return c;
    }
}

通過上面的代碼，設(shè)置斷點(diǎn)，進(jìn)行debug，可以觀察method1以及method2的方法棧出入情況

image

2.2棧內(nèi)存溢出

image

棧幀過多，導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出
棧幀過大，導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出

2.3線程運(yùn)行診斷

案例1： cpu占用過多

定位

Linux 的 nohup java 命令可以后臺執(zhí)行java代碼

ps 命令可以查看進(jìn)程與線程的對應(yīng)cpu占用情況

用top定位哪個進(jìn)程對cpu的占用過高
ps H -eo pid,tid,%cpu |grep 進(jìn)程 id (用ps命令進(jìn)一步定位是哪個線程引起的cpu占用過高)
jstack 進(jìn)程id (列出java線程)
- 可以根據(jù)線程id找到有問題的線程，進(jìn)一步定位到問題代碼的源碼行號（進(jìn)程號需要轉(zhuǎn)為16進(jìn)制進(jìn)行查找）

案例2：程序運(yùn)行很長時間沒有結(jié)果

死鎖

使用 jstack 看死鎖

3.本地方法棧

本地方法棧發(fā)揮的作用與虛擬機(jī)棧的作用類似，用于native修飾的方法

4.堆

4.1 定義

Heap 堆

通過 new 關(guān)鍵字，創(chuàng)建對象都會使用堆內(nèi)存

特點(diǎn)

它是線程共享的，堆中對象都需要考慮線程安全問題
有垃圾回收機(jī)制

4.2 堆內(nèi)存溢出

/**
 * 演示堆內(nèi)存溢出 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
 * -Xmx8m
 */
public class Demo1_5 {

    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        try {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            String a = "hello";
            while (true) {
                list.add(a); // hello, hellohello, hellohellohellohello ...
                a = a + a;  // hellohellohellohello
                i++;
            }
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println(i);
        }
    }
}

下圖可以調(diào)整堆內(nèi)存大小

image

4.3 堆內(nèi)存診斷

jps工具
- 查看當(dāng)前系統(tǒng)中有哪些java進(jìn)程
jmap工具
- 查看堆內(nèi)存占用情況 jmap
jconsole工具
- 圖形界面，多功能的監(jiān)測工具，可以連續(xù)監(jiān)測
4.jvisualvm（推薦使用）

package cn.itcast.jvm.t1.heap;

/**
 * 演示堆內(nèi)存
 */
public class Demo1_4 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("1...");
        Thread.sleep(30000);
        byte[] array = new byte[1024 * 1024 * 10]; // 10 Mb
        System.out.println("2...");
        Thread.sleep(20000);
        array = null;
        System.gc();
        System.out.println("3...");
        Thread.sleep(1000000L);
    }
}

打開cmd 輸入 jps命令查看當(dāng)前java線程

使用 jmap -heap 線程號可以查看當(dāng)前線程的堆的使用情況

在代碼中的1,2,3步驟中分別執(zhí)行3次，可以得到3個結(jié)果

image

案例：

垃圾回收后，內(nèi)存占用仍然很高

/**
 * 演示查看對象個數(shù) 堆轉(zhuǎn)儲 dump
 */
public class Demo1_13 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<Student> students = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            students.add(new Student());
//            Student student = new Student();
        }
        Thread.sleep(1000000000L);
    }
}
class Student {
    private byte[] big = new byte[1024*1024];
}

使用 jvisualvm 命令進(jìn)行診斷

使用堆Dunp 進(jìn)行對當(dāng)前線程內(nèi)存進(jìn)行轉(zhuǎn)儲快照，進(jìn)而分析為什么垃圾回收后內(nèi)存還很高

image

找出占用內(nèi)存最大的一個數(shù)組，查看

image

找到原來時數(shù)組里面對象太多，占用了很多內(nèi)存

image

5.方法區(qū)

5.1 定義

權(quán)威定義

5.2 組成

jdk 1.6 對方法區(qū)的實(shí)現(xiàn)稱為永久代

jdk 1.8 對方法區(qū)的實(shí)現(xiàn)稱為元空間

jdk1.6

image

jdk1.8以前，方法區(qū)是在jvm內(nèi)存上面，jdk1.8以后，方法區(qū)是一個邏輯分區(qū)，在計算機(jī)本地內(nèi)存上面

jdk1.8

image

5.3 方法區(qū)內(nèi)存溢出

public class Demo1_8 extends ClassLoader { //可以用來加載類的二進(jìn)制字節(jié)碼
    public static void main(String[] args) {
        int j = 0;
        try {
            Demo1_8 test = new Demo1_8();
            for (int i = 0; i < 20000; i++, j++) {
                //ClassWriter 作用是生成類的二進(jìn)制字節(jié)碼
                ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
                //版本號，pubblic，類名，包名，父類
                cw.visit(Opcodes.V1_6, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null, "java/lang/Object", null);
                //生成類，并且返回byte[]
                byte[] code = cw.toByteArray();
                //只會觸發(fā)類的加載，不會觸發(fā)鏈接。。等
                test.defineClass("Class" + i, code, 0, code.length);//class對象
            }
        } finally {
            System.out.println(j);
        }
    }
}

1.8以前（1.6）會導(dǎo)致永久代內(nèi)存溢出

演示永久代內(nèi)存溢出  java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
-XX:MaxPermSize=8m

1.8以后會導(dǎo)致元空間內(nèi)存溢出

演示元空間內(nèi)存溢出  java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
-XX:MaxMetaspaceSize=8m

場景：框架會產(chǎn)生很多運(yùn)行時的類，容易導(dǎo)致內(nèi)存溢出

spring
mybatis

都用到cglib

5.3 運(yùn)行時常量池

常量池，就是一張表，虛擬機(jī)指令根據(jù)這張常量表找到要執(zhí)行的類名，方法名，參數(shù)類型，字面量等信息
運(yùn)行時常量池，常量池是*.class 文件中的，當(dāng)該類被加載，它的常量池信息就會放入運(yùn)行時常量池，并把里面的符號地址變?yōu)檎鎸?shí)地址

// 二進(jìn)制字節(jié)碼（類基本信息，常量池，類方法定義，包含了虛擬機(jī)指令）
public class Demo1_22 {

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "a"; //懶惰
        String s2 = "b";
        String s3 = "ab";
    }

執(zhí)行以下命令對代碼進(jìn)行反編譯

javap -v Demo1_22.class

Classfile /D:/IDEAworkplace/jvm/out/production/jvm/cn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22.class
  Last modified 2020-1-30; size 534 bytes
  MD5 checksum 5c4213b2f1defff2bb24bf7cbd5ff183
  Compiled from "Demo1_22.java"
public class cn.itcast.jvm.t1.stringtable.Demo1_22
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
      //常量池
Constant pool:
   #1 = Methodref          #6.#24         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = String             #25            // a
   #3 = String             #26            // b
   #4 = String             #27            // ab
   #5 = Class              #28            // cn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22
   #6 = Class              #29            // java/lang/Object
   #7 = Utf8               <init>
   #8 = Utf8               ()V
   #9 = Utf8               Code
  #10 = Utf8               LineNumberTable
  #11 = Utf8               LocalVariableTable
  #12 = Utf8               this
  #13 = Utf8               Lcn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22;
  #14 = Utf8               main
  #15 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #16 = Utf8               args
  #17 = Utf8               [Ljava/lang/String;
  #18 = Utf8               s1
  #19 = Utf8               Ljava/lang/String;
  #20 = Utf8               s2
  #21 = Utf8               s3
  #22 = Utf8               SourceFile
  #23 = Utf8               Demo1_22.java
  #24 = NameAndType        #7:#8          // "<init>":()V
  #25 = Utf8               a
  #26 = Utf8               b
  #27 = Utf8               ab
  #28 = Utf8               cn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22
  #29 = Utf8               java/lang/Object
{
  public cn.itcast.jvm.t1.stringtable.Demo1_22();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 4: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22;

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    //執(zhí)行指令代碼
    Code:
      stack=1, locals=4, args_size=1
         0: ldc           #2                  // String a
         2: astore_1
         3: ldc           #3                  // String b
         5: astore_2
         6: ldc           #4                  // String ab
         8: astore_3
         9: return
      LineNumberTable:
        line 11: 0
        line 12: 3
        line 13: 6
        line 26: 9
      //局部變量表            
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      10     0  args   [Ljava/lang/String;
            3       7     1    s1   Ljava/lang/String;
            6       4     2    s2   Ljava/lang/String;
            9       1     3    s3   Ljava/lang/String;
}
SourceFile: "Demo1_22.java"

5.4 StringTable（串池）

StringTable 是運(yùn)行時常量池中的一個東西

// StringTable [ "a", "b" ,"ab" ]  hashtable 結(jié)構(gòu)，不能擴(kuò)容
public class Demo1_22 {
    // 常量池中的信息，都會被加載到運(yùn)行時常量池中， 這時 a b ab 都是常量池中的符號，還沒有變?yōu)?java 字符串對象
    // ldc #2 會把 a 符號變?yōu)?"a" 字符串對象
    // ldc #3 會把 b 符號變?yōu)?"b" 字符串對象
    // ldc #4 會把 ab 符號變?yōu)?"ab" 字符串對象

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "a"; //懶惰
        String s2 = "b";
        String s3 = "ab";
        String s4 = s1 + s2; // new   StringBuilder().append("a").append("b").toString()  new String("ab")
        String s5 = "a" + "b";  // javac 在編譯期間的優(yōu)化，結(jié)果已經(jīng)在編譯期確定為ab

        System.out.println(s3 == s5);

    }
}

//結(jié)果
s4 不等于 s3 //s3是串池中的，s4是通過new對象生成的，其值存在堆中
s3 等于 s5 //

對于單獨(dú)的賦值，是對數(shù)據(jù)的直接到StringTable中取找，如果沒有，則創(chuàng)建，有則直接取

對于 s4 = s1+s2 則是使用StringBuilder(),方法進(jìn)行拼接，結(jié)果是一個新的對象，該對象存在堆上面

使用 javap -v 命令后編譯結(jié)果如下

public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=3, locals=6, args_size=1
         0: ldc           #2                  // String a
         2: astore_1
         3: ldc           #3                  // String b
         5: astore_2
         6: ldc           #4                  // String ab
         8: astore_3
         9: new           #5                  // class java/lang/StringBuilder
        12: dup
        13: invokespecial #6                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
        16: aload_1
        17: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        20: aload_2
        21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        24: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
        27: astore        4
        29: ldc           #4                  // String ab
        31: astore        5
        33: getstatic     #9                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        36: aload_3
        37: aload         5
        39: if_acmpne     46
        42: iconst_1
        43: goto          47
        46: iconst_0
        47: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
        50: return

常量池內(nèi)容

Constant pool:
   #1 = Methodref          #12.#36        // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = String             #37            // a
   #3 = String             #38            // b
   #4 = String             #39            // ab
   #5 = Class              #40            // java/lang/StringBuilder
   #6 = Methodref          #5.#36         // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
   #7 = Methodref          #5.#41         // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
   #8 = Methodref          #5.#42         // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
   #9 = Fieldref           #43.#44        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  #10 = Methodref          #45.#46        // java/io/PrintStream.println:(Z)V
  #11 = Class              #47            // cn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22
  #12 = Class              #48            // java/lang/Object
  #13 = Utf8               <init>
  #14 = Utf8               ()V
  #15 = Utf8               Code
  #16 = Utf8               LineNumberTable
  #17 = Utf8               LocalVariableTable
  #18 = Utf8               this
  #19 = Utf8               Lcn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22;
  #20 = Utf8               main
  #21 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #22 = Utf8               args
  #23 = Utf8               [Ljava/lang/String;
  #24 = Utf8               s1
  #25 = Utf8               Ljava/lang/String;
  #26 = Utf8               s2
  #27 = Utf8               s3
  #28 = Utf8               s4
  #29 = Utf8               s5
  #30 = Utf8               StackMapTable
  #31 = Class              #23            // "[Ljava/lang/String;"
  #32 = Class              #49            // java/lang/String
  #33 = Class              #50            // java/io/PrintStream
  #34 = Utf8               SourceFile
  #35 = Utf8               Demo1_22.java
  #36 = NameAndType        #13:#14        // "<init>":()V
  #37 = Utf8               a
  #38 = Utf8               b
  #39 = Utf8               ab
  #40 = Utf8               java/lang/StringBuilder
  #41 = NameAndType        #51:#52        // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #42 = NameAndType        #53:#54        // toString:()Ljava/lang/String;
  #43 = Class              #55            // java/lang/System
  #44 = NameAndType        #56:#57        // out:Ljava/io/PrintStream;
  #45 = Class              #50            // java/io/PrintStream
  #46 = NameAndType        #58:#59        // println:(Z)V
  #47 = Utf8               cn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22
  #48 = Utf8               java/lang/Object
  #49 = Utf8               java/lang/String
  #50 = Utf8               java/io/PrintStream
  #51 = Utf8               append
  #52 = Utf8               (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #53 = Utf8               toString
  #54 = Utf8               ()Ljava/lang/String;
  #55 = Utf8               java/lang/System
  #56 = Utf8               out
  #57 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
  #58 = Utf8               println
  #59 = Utf8               (Z)V

5.5 StringTable特性

常量池中的字符串僅是符號，第一次用到時才變?yōu)閷ο?/li>
hashtable 結(jié)構(gòu)，不能擴(kuò)容
利用串池的機(jī)制，來避免重復(fù)創(chuàng)建字符串對象
字符串變量拼接的原理是 StringBuilder (1.8)
字符串常量拼接的原理是編譯期優(yōu)化
可以使用itern方法，主動將串池中還沒有的字符串對象放入串池
- 1.8 將這個字符對象嘗試放入串池，如果有則并不會放入，如果沒有則放入串池，會把串池中的對象返回
- 1.6 將這個字符對象嘗試放入串池，如果有則并不會放入，如果沒有會把此對象復(fù)制一份，放入串池，會把串池中的對象返回

先看幾道面試題:

String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s3 = "a" + "b"; //ab
Strin s4 = s1 + s2;  //new String("ab")
String s5 = "ab";
String s6 = s4.intern();//常量池中以及有"ab"了，所以s4沒能入池成功

//問
System.out.println(s3 == s4); //false
System.out.println(s3 == s5); //true
System.out.println(s3 == s6); //true

String x2 = new String("c") + new String("d");
String x1 = "cd";
x2.intern();//intern 方法在jdk1.6之前是不一樣的

//問，如果調(diào)換了【最后兩行代碼】的位置呢？如果jdk1.6呢？
System.out.println(x1 == x2);//false

常量池與串池的關(guān)系：

常量池一開始是存在于字節(jié)碼中，當(dāng)運(yùn)行時，都會加載到運(yùn)行時常量池中，常量池中的信息都會被加載到運(yùn)行時常量池，此時常量池中的符號還不是java的字符串對象

StringTable 的字符串是延遲加載機(jī)制，即要使用才加載進(jìn)來，

常量池中的信息，都會被加載到運(yùn)行時常量池中，這時 a b ab 都是常量池中的符號，還沒有變?yōu)?java 字符串對象
ldc #2 會把 a 符號變?yōu)?"a" 字符串對象
ldc #3 會把 b 符號變?yōu)?"b" 字符串對象
ldc #4 會把 ab 符號變?yōu)?"ab" 字符串對象

// StringTable [ "a", "b" ,"ab" ]  hashtable 結(jié)構(gòu)，不能擴(kuò)容
public class Demo1_22 {
    // 常量池中的信息，都會被加載到運(yùn)行時常量池中， 這時 a b ab 都是常量池中的符號，還沒有變?yōu)?java 字符串對象
    // ldc #2 會把 a 符號變?yōu)?"a" 字符串對象
    // ldc #3 會把 b 符號變?yōu)?"b" 字符串對象
    // ldc #4 會把 ab 符號變?yōu)?"ab" 字符串對象

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "a"; //懶惰
        String s2 = "b";
        String s3 = "ab";
    }
    

    //對應(yīng)jvm指令為
    Code:
      stack=1, locals=4, args_size=1
         0: ldc           #2                  // String a
         2: astore_1
         3: ldc           #3                  // String b
         5: astore_2
         6: ldc           #4                  // String ab
         8: astore_3
         9: return
      LineNumberTable:
        line 11: 0
        line 12: 3
        line 13: 6
        line 26: 9
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      10     0  args   [Ljava/lang/String;
            3       7     1    s1   Ljava/lang/String;
            6       4     2    s2   Ljava/lang/String;
            9       1     3    s3   Ljava/lang/String;
}

從指令中可以看出 String s4 = s1 + s2，是將s1以及s2的值使用StringBuilder進(jìn)行拼接，最后調(diào)用StringBuilder的toString方法進(jìn)行重新生成一個新的對象（等于new StringBuilder().append("a").append("b").toString() new String("ab")）的底層是通過StringBuilder進(jìn)行字符串的拼接生成字符串對象，存儲在堆內(nèi)存中，所以s4 不等于 s3

String s4 = s1 + s2;
//這一行代碼的jvm指令為
        9: new           #5                  // class java/lang/StringBuilder
        12: dup
        13: invokespecial #6                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
        16: aload_1
        17: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        20: aload_2
        21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        24: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
        27: astore        4
            

//查看StringBuilder 的 toString方法，看出來是生成一個新的對象
    @Override
    public String toString() {
        // Create a copy, don't share the array
        return new String(value, 0, count);
    }

String s5 = "a" + "b"; （javac在編譯初期的優(yōu)化，就已經(jīng)確定為ab了，所以jvm指令直接讀取ab,并生成對象）所以 s5 等于 s3

 String s5 = "a" + "b"; 
// javac 在編譯期間的優(yōu)化，結(jié)果已經(jīng)在編譯期確定為ab
//這一行代碼的jvm指令為
 29: ldc           #4                  // String ab
 31: astore        5

StringTable 字符串延遲加載

在代碼中設(shè)置多個斷點(diǎn)，觀察StringTable的字符數(shù)量變化，可以看出字符串是具有延遲加載機(jī)制的

image

在idea中debug模式中的Memory中可以查看串池中字符的個數(shù)

image

intern方法jdk 1.6 與 1.8區(qū)別

1.8 將這個字符對象嘗試放入串池，如果有則并不會放入，如果沒有則放入串池，會把串池中的對象返回
1.6 將這個字符對象嘗試放入串池，如果有則并不會放入，如果沒有會把此對象復(fù)制一份，放入串池，會把串池中的對象返回

intern :

最初為空的字符串池由String類String 。

當(dāng)調(diào)用intern方法時，如果池已經(jīng)包含與equals(Object)方法確定的相當(dāng)于此String對象的字符串，則返回來自池的字符串。否則，此String對象將添加到池中，并返回對此String對象的引用。

由此可見，對于任何兩個字符串s和t ， s.intern() == t.intern()是true當(dāng)且僅當(dāng)s.equals(t)是true 。

將這個字符串對象嘗試放入串池，如果有則并不會放入，如果沒有則放入串池，會把串池中的對象返回

1.8

    // ["a", "b", "ab"]
    public static void main(String[] args) {

      
        String s = new String("a") + new String("b"); //new String("ab")

        // 堆  new String("a")   new String("b")  new String("ab")
        String s2 = s.intern(); // 將這個字符串對象嘗試放入串池，如果有則并不會放入，如果沒有則放入串池， 會把串池中的對象返回
       
        String x = "ab";
         System.out.println(s2 == x);
         System.out.println(s == x);
    }
}

//輸出
//true
//true

    // ["ab", "a", "b"]
    public static void main(String[] args) {

        String x = "ab";
        String s = new String("a") + new String("b"); //new String("ab")

        // 堆  new String("a")   new String("b")  new String("ab")
        String s2 = s.intern(); // 將這個字符串對象嘗試放入串池，如果有則并不會放入，如果沒有則放入串池， 會把串池中的對象返回
        //由于此時，"ab"已經(jīng)存在，直接返回"ab",s沒能入池成功


        System.out.println( s2 == x);
        System.out.println( s == x ); //此時 s 是在堆中的對象
    }

}
//輸出
//true
//false

jdk1.6

    // ["ab", "a", "b"]
    public static void main(String[] args) {

        String x = "ab";
        String s = new String("a") + new String("b"); //new String("ab")

        // 堆  new String("a")   new String("b")  new String("ab")
        String s2 = s.intern(); // 將這個字符串對象嘗試放入串池，如果有則并不會放入，如果沒有則放入串池， 會把串池中的對象返回
        // s 拷貝一份，放入串池

//         System.out.println(s2 == "ab");
//         System.out.println(s == "ab");


        System.out.println( s2 == x);
        System.out.println( s == x );
    }

}

//輸出
//true
//false

    // [ "a", "b","ab"]
    public static void main(String[] args) {


        String s = new String("a") + new String("b"); //new String("ab")

        // 堆  new String("a")   new String("b")  new String("ab")
        String s2 = s.intern(); // 將這個字符串對象嘗試放入串池，如果有則并不會放入，如果沒有則放入串池， 會把串池中的對象返回
        // s 拷貝一份，放入串池

//         System.out.println(s2 == "ab");
//         System.out.println(s == "ab");

        String x = "ab";
        System.out.println( s2 == x);
        System.out.println( s == x ); //s依然是堆里面的值，不一樣
    }

}

//輸出
//true
//false

5.6 StringTable位置

7 的時候StringTable 是在堆空間

1.6 時StringTable是在永久代中，永久代是Full GC （老年代空間不足才會觸發(fā)）才會觸發(fā)，導(dǎo)致StringTable的回收效率不高，所以在1.7 以后把StringTable 轉(zhuǎn)移到堆中（只需要miner GC 就能觸發(fā)垃圾回收）

image

/**
 * 演示 StringTable 位置
 * 在jdk8下設(shè)置 -Xmx10m -XX:-UseGCOverheadLimit
 * 在jdk6下設(shè)置 -XX:MaxPermSize=10m
 */
public class Demo1_6 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        int i = 0;
        try {
            for (int j = 0; j < 260000; j++) {
                list.add(String.valueOf(j).intern());//把產(chǎn)生的數(shù)字變成字符，然后加入串池中
                i++;
            }
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

jdk 1.8

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

堆空間不足(StringTable 在堆中)

jdk 1.6

永久代空間不足（StringTable在永久代中）

java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

5.7 StringTable 垃圾回收

/**
 * 演示 StringTable 垃圾回收
 * -XX:MaxPermSize=10m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails -verbose:gc
 */
public class Demo1_7 {


    // 1754
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int i = 0;
        try {
            for (int j = 0; j < 500000; j++) { // j=10, j=1000000
                String.valueOf(j).intern();
                i++;
            }
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(i);
        }

    }
}

5.8 StringTable 性能調(diào)優(yōu)

調(diào)整 -XX:StringTableSize=桶個數(shù)
考慮將字符串對象是否入池

? 如果字符常量比較多時，可以把桶的個數(shù)（StringTableSize）調(diào)大，讓有更多的hash,減少hash沖突

/**
 * 演示 intern 減少內(nèi)存占用
 * -XX:StringTableSize=200000 -XX:+PrintStringTableStatistics
 * -Xsx500m -Xmx500m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:StringTableSize=200000
 */

public class Demo1_25 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        List<String> address = new ArrayList<>();
        System.in.read();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("linux.words"), "utf-8"))) {
                String line = null;
                long start = System.nanoTime();
                while (true) {
                    line = reader.readLine();
                    if(line == null) {
                        break;
                    }
                    address.add(line.intern());
                }
                System.out.println("cost:" +(System.nanoTime()-start)/1000000);
            }
        }
        System.in.read();    


    }
}

6.直接內(nèi)存

6.1 定義

常見于NIO操作時，用于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
分配回收成本較高，但讀寫性能高
不受JVM內(nèi)存回收管理

傳統(tǒng)io：

image

ByteBuffer：

image

/**
 * 演示 ByteBuffer 作用
 */
public class Demo1_9 {
    static final String FROM = "E:\\編程資料\\第三方教學(xué)視頻\\youtube\\Getting Started with Spring Boot-sbPSjI4tt10.mp4";
    static final String TO = "E:\\a.mp4";
    static final int _1Mb = 1024 * 1024;

    public static void main(String[] args) {
        io(); // io 用時：1535.586957 1766.963399 1359.240226
        directBuffer(); // directBuffer 用時：479.295165 702.291454 562.56592
    }

    private static void directBuffer() {
        long start = System.nanoTime();
        try (FileChannel from = new FileInputStream(FROM).getChannel();
             FileChannel to = new FileOutputStream(TO).getChannel();
        ) {
            ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(_1Mb);
            while (true) {
                int len = from.read(bb);
                if (len == -1) {
                    break;
                }
                bb.flip();
                to.write(bb);
                bb.clear();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        long end = System.nanoTime();
        System.out.println("directBuffer 用時：" + (end - start) / 1000_000.0);
    }

    private static void io() {
        long start = System.nanoTime();
        try (FileInputStream from = new FileInputStream(FROM);
             FileOutputStream to = new FileOutputStream(TO);
        ) {
            byte[] buf = new byte[_1Mb];
            while (true) {
                int len = from.read(buf);
                if (len == -1) {
                    break;
                }
                to.write(buf, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        long end = System.nanoTime();
        System.out.println("io 用時：" + (end - start) / 1000_000.0);
    }
}

6.2 分配和回收原理

使用了Unsafe 對象完成直接內(nèi)存的分配回收，并且回收需要主動調(diào)用freeMemory方法
ByteBuffer 的實(shí)現(xiàn)類內(nèi)部，使用了 Cleaner(虛引用) 來監(jiān)測 ByteBuffer 對象，一旦 ByteBuffer 對象被垃圾回收，那么就會由 ReferenceHandler 線程通過 Cleaner 的 clean 方法調(diào)用 freeMenory 來釋放直接內(nèi)存

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圖解jvm--(一)jvm內(nèi)存結(jié)構(gòu)

圖解jvm--(一)jvm內(nèi)存結(jié)構(gòu)

jvm內(nèi)存結(jié)構(gòu)

1.程序計數(shù)器

1.1 定義

1.2 作用

2.虛擬機(jī)棧

2.1定義

2.2棧內(nèi)存溢出

2.3線程運(yùn)行診斷

3.本地方法棧

4.堆

4.1 定義

4.2 堆內(nèi)存溢出

4.3 堆內(nèi)存診斷

5.方法區(qū)

5.1 定義

5.2 組成

5.3 方法區(qū)內(nèi)存溢出

5.3 運(yùn)行時常量池

5.4 StringTable（串池）

5.5 StringTable特性

StringTable 字符串延遲加載

intern方法jdk 1.6 與 1.8區(qū)別

5.6 StringTable位置

5.7 StringTable 垃圾回收

5.8 StringTable 性能調(diào)優(yōu)

6.直接內(nèi)存

6.1 定義

6.2 分配和回收原理

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圖解jvm--(一)jvm內(nèi)存結(jié)構(gòu)

jvm內(nèi)存結(jié)構(gòu)

1.程序計數(shù)器

1.1 定義

1.2 作用

2.虛擬機(jī)棧

2.1定義

2.2棧內(nèi)存溢出

2.3線程運(yùn)行診斷

3.本地方法棧

4.堆

4.1 定義

4.2 堆內(nèi)存溢出

4.3 堆內(nèi)存診斷

5.方法區(qū)

5.1 定義

5.2 組成

5.3 方法區(qū)內(nèi)存溢出

5.3 運(yùn)行時常量池

5.4 StringTable（串池）

5.5 StringTable特性

StringTable 字符串延遲加載

intern方法jdk 1.6 與 1.8區(qū)別

5.6 StringTable位置

5.7 StringTable 垃圾回收

5.8 StringTable 性能調(diào)優(yōu)

6.直接內(nèi)存

6.1 定義

6.2 分配和回收原理

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