你必须了解的java内存管理机制(一)

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  系统进程运行隔离区域存放有哪些数据呢?局部变量、土办法调用的压栈操作等。系统进程运行隔离区域涵盖巴拉巴拉……(看下图)

  你看,我没骗你吧,methodTwo土办法有一一两个多多多多if中的变量j和k,使用的删剪可不还可不可不可以索引为0的slot。原先的设计可不还可不可不可以 节省栈帧的空间,一块儿也会影响jvm的垃圾回收,肯能局部变量表是GC Root的一帕累托图,局部变量表slot中当前存放的变量关联的对象为可达对象(里面讲到垃圾回收后后再删剪讲)。

  2)、操作数栈

  本地土办法是有哪些?本地土办法一点在jdk中(也可不还可不可不可以 自定义)有有哪些被Native关键字修饰的土办法(下图)。同类土办法特别同类java中的接口,这麼实现体,但实际上是由jvm在加载时调用底层实现的,实现体是由非java语言(如C、C++)实现的,一点本地土办法可不还可不可不可以 理解为连接java代码和一点语言实现的代码的入口。而本地土办法栈的功能就同类于虚拟机栈,一点有一一两个多多多多服务于java土办法执行,有一一两个多多多多服务于执行本地土办法执行。

  本打算花一篇文章来聊聊JVM内存管理机制,结果发现越扯太久,于是分了四遍文章(文章讲解JVM以Hotspot虚拟机为例,jdk版本为1.8),本文为其中第一篇。from 你可不还可不可不可以了解的java内存管理机制-运行时数据区

  相关链接(注:文章讲解JVM以Hotspot虚拟机为例,jdk版本为1.8,我本人技术博客www.17coding.info)

  1、 你可不还可不可不可以了解的java内存管理机制-运行时数据区

  2、 你可不还可不可不可以了解的java内存管理机制-内存分配

  3、 你可不还可不可不可以了解的java内存管理机制-垃圾标记

  4、 你可不还可不可不可以了解的java内存管理机制-垃圾回收

  看标题肯能会一点误解,觉得这里废除的是永久代的概念,而删剪可不还可不可不可以土办法区。始于英文英文老要搞不清这两者的关系,后后就去查阅了一点资料老与非 搞清楚了一点,书上是这麼说的:“JVM的虚拟机规范一点规定了有土办法区这麼个概念和它的作用,并这麼规定如可去实现它。不同JVM的土办法区的实现会不一样,比如在HotSpot中使用永久代实现土办法区,一点JVM并这麼永久代的概念。土办法区是一种规范,永久代是一种实现。”

  一点,让我们常说的新生代、老年代、永久代中的永久代一点土办法区的一种实现,且只占据 于HotSpot虚拟机涵盖你同类概念。用过jdk1.8后后的版本(HotSpot虚拟机)的同学应该老要能碰到永久代溢出的异常“java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space”,这里的PermGen space指的是永久代。在jdk6中,永久代涵盖土办法区和常量池,后后在jdk1.7的版本中规划去除永久代,于是在1.7中将常量池移到了老年代中。在jdk1.8中彻底废除了永久代,取而代之的是元空间。

  让我们能看一遍,每个栈帧都涵盖局部变量表,操作数栈、动态链接、返回地址等……

  1)、局部变量表



  下图为每一行字节码对应操作数栈和本地变量表之间的关系,具体看图,太久再多做描述了。



  你同类区域一点让我们老要所说的栈,是java土办法执行的内存模型,也是让我们在开发中接触得一点的一块区域。虚拟机栈存放当前正在执行土办法的后后所可不还可不可不可以的数据、地址、指令。每个系统进程运行可不还可不可不可以独享一块栈空间,每次土办法调用可不还可不可不可以创建有一一两个多多多多栈帧,栈帧保存了土办法的局部局部变量、操作数栈、动态链接、出口等信息。栈帧的角度也是有限制的,超过限制会抛出StackOverflowError异常。

  让我们结合有一一两个多多多多例子来了解一下虚拟机栈和栈帧,让我们有如下代码:

  让我们在这篇文章里只谈堆区内存的划分,关于内存分配、内存回收等会在下篇文章细讲,肯能涉及的内容太久了……不过让我们可不还可不可不可以 先思考几次疑问1、为有哪些可不还可不可不可以区分新生代、老年代?2、为有哪些将新生代分为Eden、Survivor区?各区大小为何分配?有有哪些分配土办法?

  代码很简单,main调用methodOne,methodOne调用methodTwo,肯能当前正在执行methodTwo土办法,则虚拟机栈中栈帧的情形应该是如下图情形,栈顶为正在执行的土办法。

  1)、肯能系统进程运行正在执行的是Java 土办法,则你同类计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址

  2)、肯能正在执行的是Native 土办法,则你同类计数器值为空(Undefined)。肯能Native土办法大多是通过C实现并未编译成可不还可不可不可以执行的字节码指令。那native 土办法的多系统进程运行是如可实现的呢? native 土办法是通过调用系统指令来实现的,那系统是如可实现多系统进程运行的则 native 一点如可实现的。Java系统进程运行老要可不还可不可不可以以一种形式映射到OS系统进程运行上,映射模型可不还可不可不可以 是1:1(原生系统进程运行模型)、n:1(绿色系统进程运行 / 用户态系统进程运行模型)、m:n(混合模型)。以HotSpot VM的实现为例,它目前在大多数平台上都使用1:1模型,也一点每个Java系统进程运行都直接映射到有一一两个多多多多OS系统进程运行上执行。此时,native土办法就由原生平台直接执行,无须可不还可不可不可以理会抽象的JVM层面上的“pc寄存器”概念——原生的CPU上真正的PC寄存器是如可一点如可。就像有一一两个多多多多用C或C++写的多系统进程运行系统进程运行,它在系统进程运行切换的后后是如可的,Java的native土办法也一点如可的。

  3)、此内存区域是唯一有一一两个多多多多在Java虚拟机规范中这麼规定任何OutOfMemoryError情形的区域(系统进程运行运行过程中计数器中改变的一点值,而太久再随着系统进程运行的运行可不还可不可不可以更大的空间)

  4)、返回地址

  让我们的老要使用return x;来使土办法返回有一一两个多多多多值给土办法调用者,肯能这麼返回值的土办法也可不还可不可不可以 在土办法的土办法可不还可不可不可以返回的地方加进去去return;当然,这删剪不可不还可不可不可以的,肯能源码在转化为字节码的后后,老要会在土办法的最后加进去去return指令,不信你看里面methodTwo土办法的字节码那张图片。

  正常情形下,土办法遇到返回指令退出,你同类退出土办法的土办法称为正常完成出口。肯能土办法正常返回,则当前栈帧从java栈中弹出,恢复发起调用者的土办法的栈帧,肯能土办法有返回值,jvm会把返回值压入到发起调用土办法的操作数栈。后后在异常情形下,土办法执行遇到了异常,且你同类异常在土办法体内未得到处里,土办法则会异常退出,你同类退出土办法称为异常完成出口。当异常抛出且这麼被捕捉时,则土办法立即终止,后后JVM恢复发起调用的土办法的栈帧,肯能在调用者中也未对异常进行捕捉,则调用者也会立即终止,层层向上,直到最外层抛出异常。

  3)、动态链接

  每个栈帧都包涵盖一一两个多多多多指向运行时常量池中该栈帧所属土办法的引用,持有你同类引用是为了支持土办法调用过程中的动态连接。始于英文英文看你同类段的后后老要觉得很生涩,比较拗口。让我们还是继续看那段代码的字节码文件,其涵盖一段叫做“Constant pool”,里面存储了该Class文件里的大帕累托图常量的内容(包括类和接口的全限定名、字段的名称和描述符以及土办法的名称和描述符)。

  别问我你有这麼注意让我们字节码中是为何处里menthodOne土办法的调用的?在main土办法中调用methodone土办法的字节码为invokestatic #3,这里的#3一点有一一两个多多多多” 符号引用”,让我们发现#3还引用着另外的常量池项目,顺着这条线把能传递到的常量池项都找出来(标记为Utf8的常量池项)。由此让我们可不还可不可不可以 看出,invokestatic 指令一点以常量池中指向土办法的符号引用作为参数,完成土办法的调用。有有哪些符号引用一帕累托图在类的加载阶段(解析)或第一次使用的后后就转化为了直接引用(指向数据所存地址的指针或句柄等),你同类转化称为静态链接。而相反的,另一帕累托图在运行期间转化为直接引用,就称为动态链接。让我们看一下字节码中的常量池和符号引用,注意main土办法中的#2 #3:

  C++与java之间有一堵由内存动态分配和垃圾埋点技术所围成的“高墙”,墙外的人想进去,墙里的人却想出来……

  与C、C++系统进程运行员时刻要关注着内存的分配与释放,会太久再又有哪里跳出了内存泄露不同是,java系统进程运行员可不还可不可不可以 “高枕无忧”。肯能你同类切都肯能有jvm来帮让我们管理了,java系统进程运行员只可不还可不可不可以关注具体的业务逻辑就可不还可不可不可以 了,至于内存分配与回收,交给jvm去干吧。但原先也带来有一一两个多多多多疑问,让我们不再去关注内存分配了,不再去关注内存回收了。一旦跳出内存泄露就束手无策了,在不同的应用场景,为何样去做性能调优就成了有一一两个多多多多疑问。一点,对于java系统进程运行员来说,有有哪些是可不还可不可不可以了解的一帕累托图。

  永久代设置太久吧,浪费资源!永久代设置太小吧,溢出了!于是太久再恼火的永久代溢出的异常时常占据 ,后后永久代的GC带宽低下,于是,在jdk1.8中彻底废除了永久区,放在了直接内存的元空间中!元空间的本质和永久代同类,删剪可不还可不可不可以对JVM规范中土办法区的实现。元空间相比永久代有什特征呢?永久代在物理上是堆的一帕累托图,与新生代老年代的地址是连续的,而元空间属于本地内存,不受JVM控制,一点会占据 永久代溢出的异常。

  直接内存也可不还可不可不可以 称为堆外内存,为有哪些要将土办法区放在到直接内存呢?

  让我们都知道在多系统进程运行的场景下,会占据 系统进程运行切换,肯能当前执行的系统进程运行让出执行权,则系统进程运行会被挂起,当系统进程运行再次被唤醒的后后,肯能这麼系统进程运行计数器系统进程运行肯能就懵逼了,我是谁?我在哪?太久再再做有哪些?。后后肯能有了系统进程运行计数器,系统进程运行就能找到上次执行到的字节码的位置继续往下执行。系统进程运行计数器可不还可不可不可以 理解为当前系统进程运行正在执行的字节码指令的行号指示器。分支、循环、跳转、异常处里、系统进程运行恢复等基础功能都可不还可不可不可以依赖你同类计数器来完成。

  查阅了一点资料,列出了系统进程运行计数器的有一一两个多多多多特点,这里也列举一下

  JVM内存区域可不还可不可不可以 大致划分为“系统进程运行隔离区域”和“系统进程运行共享区域”。所谓“系统进程运行隔离区域”即系统进程运行非共享区域,每个系统进程运行独享的,执行指令操作机存放私有数据。不管做有哪些操作,太久再影响到一点系统进程运行。可不还可不可不可以 想象成,你我本人电脑硬盘中的苍老师,可不还可不可不可以你有一一两个多多多多人在深夜人静的后后拉上窗帘独自享受,别人无法同你分享,你删除肯能新下载一点会对别人造成影响。而“系统进程运行共享区域”则是所有的系统进程运行一块儿拥有的,主要存放对象实例数据。肯能A系统进程运行对这块区域的某个数据进行了修改,而刚好B系统进程运行正在使用肯可不还可不可不可以使用该数据,则A系统进程运行对数据的修改在B系统进程运行中也会得到体现。可不还可不可不可以 想象成你把苍老师传到了某社区,这后后网上我本人都能共享你的苍老师了。当让我们看得正兴奋的后后,你老要删掉了你上传的老师,这后后让我们都可不还可不可不可以去寻找新的素材了………,别问我你与非 对“系统进程运行隔离区域”和“系统进程运行共享区域”的概念有了个大致了解。在jvm中,系统进程运行隔离区域涵盖系统进程运行计数器、本地土办法栈、虚拟机栈。系统进程运行共享区域涵盖堆区、永久代(jdk1.8中废除永久代)、直接内存(jdk1.8中新增)(看下图)

  这麼对象为何办?new有一一两个多多多多啊。单身狗系统进程运行员每次提到new对象都激动不已,原先你的对象是为何new出来的?new出来又放在哪里?为何引用的?你的对象被别人动了为何办?使用完成后后又是如可释放的?啥后后释放的?等等等等有有哪些疑问,肯能你可不还可不可不可以很轻松的回答出来,这麼在本系列文章中你肯能会找到一点答案。当然,我本人才疏学浅,文笔拙劣,一点抛砖引玉,理解不周到肯能有误的地方,欢迎拍砖。

  堆区域在jvm中是非常重要的一块区域,肯能让我们平常创建的对象的实例就占据 在你同类区域,你同类区域的几乎是被所有系统进程运行共享。一块儿也是java虚拟机管理的内存中最大的一块。肯能目前主流的垃圾埋点器都采用分代埋点算法,一点通常将堆细分为新生代、老年代,新生代又分为两块Eden区、From Survivor区、To Survivor区(这里主要针对通常使用的分代埋点器,G1埋点器采用不同的划分策略,里面有肯能再讲)。不过不管为何划分,目的删剪可不还可不可不可以为了更合理的利用内存,提高内存空间使用率,提高垃圾回收的带宽和回收质量。下图展示了堆区域的划分

  0:加载int类型常量2

  1:存储到索引为1的变量中(这里指源系统进程运行中的j)

  2:加载索引为0的变量(这里指源系统进程运行中的i)

  3:加载索引为1的变量(这里指源系统进程运行中的j)

  4:执行add指令

  5:将执行结果存储到索引为2的变量中(这里指源系统进程运行中的sum)

  6:静态调用

  可不还可不可不可以注意的一点是,为了尽肯能节省栈帧的空间,局部变量表中的slot是可不还可不可不可以 重用的,土办法体重定义的变量,其作用域不可不还可不可不可以覆盖整个土办法体,让我们看看methodTwo的源码,第有一一两个多多多多if和第两个if的作用域不一样,一点外部变量肯能是用的同有一一两个多多多多slot,让我们可不还可不可不可以 通过methodTwo土办法的字节码来验证一下