JVM学习笔记内存结构-创新互联

内存结构 程序计数器

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作用：记录下一条JVM指令的执行地址

特点：

1. 线程私有
2. 不存在内存溢出

虚拟机栈

1. 每个线程运行时所需的内存称为虚拟机栈。
2. 每个栈由多个栈帧（Frame）组成，每个栈帧对应每次方法调用时占用的内存。
3. 每个线程只能有一个活动栈帧，对应当前正在执行的方法。

问题辨析：

1. 垃圾回收会管理栈内存吗？不会，栈产生的栈帧内存每次调用完成后都会弹出栈，会被自动回收。
2. 栈内存分配越大越好？不，栈内存大了，线程数会减少。
3. 方法内局部变量是否线程安全？
   1. 如果变量作用范围只是在方法内，则线程安全。
   2. 若变量引用了对象，则需要考虑线程安全

栈内存溢出

1. 栈帧过多导致栈内存溢出
2. 栈帧过大导致栈内存溢出

案例1：CPU占用过多

定位

• 用top定位哪个进程对CPU的占用过高
• ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 进程id（线程id为10进制）
• jstack 进程id（线程id为16进制）
  • 通过线程id进一步定位到代码的源码行号

案例2：程序运行较长时间无结果

用jstack命令定位查看是否发生死锁

本地方法栈

用native修饰

堆

通过new创建的对象都会使用堆内存

特点

• 线程共享，需要考虑线程安全问题
• 有垃圾回收机制

堆内存溢出

将堆内存设置小些，以方便排查堆内存溢出问题

堆内存诊断

工具

1. jps
2. jmap
3. jconsole

PS C:\Users\28599\Desktop\JVM\代码\jvm\jvm>jmap -heap 8284
Attaching to process ID 8284, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.                          
JVM version is 25.331-b09                          
                                                   
using thread-local object allocation.              
Parallel GC with 8 thread(s)                       
                                                   
Heap Configuration:                                
   MinHeapFreeRatio         = 0                    
   MaxHeapFreeRatio         = 100                  
   MaxHeapSize              = 4250927104 (4054.0MB)
   NewSize                  = 88604672 (84.5MB)    
   MaxNewSize               = 1416626176 (1351.0MB)
   OldSize                  = 177733632 (169.5MB)  
   NewRatio                 = 2                    
   SurvivorRatio            = 8                    
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity = 66584576 (63.5MB)
   used     = 1331712 (1.27001953125MB)
   free     = 65252864 (62.22998046875MB)
   2.0000307578740157% used
From Space:
   capacity = 11010048 (10.5MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 11010048 (10.5MB)
   0.0% used
To Space:
   capacity = 11010048 (10.5MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 11010048 (10.5MB)
   0.0% used
PS Old Generation
   capacity = 177733632 (169.5MB)
   used     = 1052296 (1.0035476684570312MB)
   free     = 176681336 (168.49645233154297MB)
   0.5920635212135877% used

3162 interned Strings occupying 280536 bytes.

jvisualvm

执行堆dump

查找大的对象

方法区

存储每个类的结构，如运行时常量池、字段和方法数据，以及方法和构造函数的代码，包括类和实例初始化和接口初始化中使用的特殊方法。

JDK7 之前（永久代）用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、字符串常量、类静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。每当一个类初次被加载的时候，它的元数据都会被放到永久代中。永久代大小有 限制，如果加载的类太多，很可能导致永久代内存溢出，即 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen。

JDK8 彻底将永久代移除出 HotSpot JVM，将其原有的数据迁移至 Java Heap 或 Native Heap（Metaspace），取代它的是另一个内存区域被称为元空间（Metaspace）。

元空间（Metaspace）：元空间是方法区的在 HotSpot JVM 中的实现，方法区主要用于存储类信息、常 量池、方法数据、方法代码、符号引用等。元空间的本质和永久代类似，都是对 JVM 规范中方法区的实 现。不过元空间与永久代之间大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。 可以通过 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 配置内存大小。

常量池

javap -v .\HelloWorld.class

Classfile /C:/Users/28599/Desktop/JVM/代码/jvm/jvm/out/production/jvm/cn/itcast/jvm/t5/HelloWorld.class
  Last modified 2023-1-3; size 567 bytes
  MD5 checksum 8efebdac91aa496515fa1c161184e354
  Compiled from "HelloWorld.java"
public class cn.itcast.jvm.t5.HelloWorld
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #6.#20         // java/lang/Object."":()V
   #2 = Fieldref           #21.#22        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   #3 = String             #23            // hello world
   #4 = Methodref          #24.#25        // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   #5 = Class              #26            // cn/itcast/jvm/t5/HelloWorld
   #6 = Class              #27            // java/lang/Object
   #7 = Utf8    #8 = Utf8               ()V
   #9 = Utf8               Code
  #10 = Utf8               LineNumberTable
  #11 = Utf8               LocalVariableTable
  #12 = Utf8               this
  #13 = Utf8               Lcn/itcast/jvm/t5/HelloWorld;
  #14 = Utf8               main
  #15 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #16 = Utf8               args
  #17 = Utf8               [Ljava/lang/String;
  #18 = Utf8               SourceFile
  #19 = Utf8               HelloWorld.java
  #20 = NameAndType        #7:#8          // "":()V
  #21 = Class              #28            // java/lang/System
  #22 = NameAndType        #29:#30        // out:Ljava/io/PrintStream;
  #23 = Utf8               hello world
  #24 = Class              #31            // java/io/PrintStream
  #25 = NameAndType        #32:#33        // println:(Ljava/lang/String;)V
  #26 = Utf8               cn/itcast/jvm/t5/HelloWorld
  #27 = Utf8               java/lang/Object
  #28 = Utf8               java/lang/System
  #29 = Utf8               out
  #30 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
  #31 = Utf8               java/io/PrintStream
  #32 = Utf8               println
  #33 = Utf8               (Ljava/lang/String;)V
{public cn.itcast.jvm.t5.HelloWorld();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         3: ldc           #3                  // String hello world
         5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
         8: return
      LineNumberTable:
        line 6: 0
        line 7: 8
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       9     0  args   [Ljava/lang/String;
}
SourceFile: "HelloWorld.java"

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