今日開篇
什麼是JVM
定義
Java Virtual Machine，JAVA程序的運行環境（JAVA二進制字節碼的運行環境）
好處
- 一次編寫，到處運行
- 自動內存管理，垃圾回收機制
- 數組下標越界檢查
- 多態
學習JVM的作用
jvm的講解以hotspot爲準
整體架構
JVM內存結構
1、程序計數器
二進制字節碼、jvm指令——需要經過解釋器成爲機器碼，再給cpu執行
作用：是記住下一條jvm指令的執行地址
上圖的數字就是地址，放入程序計數器中，然後解釋器來讀
寄存器來當作程序計數器
特點
線程私有
- CPU會爲每個線程分配時間片，噹噹前線程的時間片使用完以後，CPU就會去執行另一個線程中的代碼
- 程序計數器是每個線程所私有的，當另一個線程的時間片用完，又返回來執行當前線程的代碼時，通過程序計數器可以知道應該執行哪一句指令
不會存在內存溢出
2、虛擬機棧
-
每個線程運行需要的內存空間，稱謂虛擬機棧
-
每個棧由多個棧幀組成，對應着每次調用方法時所佔用的內存
-
每個線程只能有一個活動棧幀，對應着當前正在執行的方法
棧幀就是每個方法運行需要的內存
演示
public class Main {
public static void main(String[] args) {
method1();
}
private static void method1() {
method2(1, 2);
}
private static int method2(int a, int b) {
int c = a + b;
return c;
}
}
不斷壓棧和出棧
問題辨析
- 垃圾回收是否涉及棧內存？
- 不需要。因爲虛擬機棧中是由一個個棧幀組成的，在方法執行完畢後，對應的棧幀就會被彈出棧。所以無需通過垃圾回收機制去回收內存。
- 棧內存的分配越大越好嗎？
- 不是。因爲物理內存是一定的，棧內存越大，可以支持更多的遞歸調用，但是可執行的線程數就會越少。
- 方法內的局部變量是否是線程安全的？
- 如果方法內局部變量沒有逃離方法的作用範圍，則是線程安全的
- 如果如果局部變量引用了對象，並逃離了方法的作用範圍，則需要考慮線程安全問題
棧是線程私有的，不會有線程不安全問題
線程安全
線程不安全
多個線程公用對象sb，返回值sb是對象可以被主線程修改也是不安全，基本類型不會出現返回值問題
是否逃離了方法的作用範圍
棧內存溢出
Java.lang.stackOverflowError 棧內存溢出
遞歸調用，需要正確的遞歸邊界
發生原因
- 虛擬機棧中，棧幀過多（無限遞歸）
- 每個棧幀所佔用過大
線程運行診斷
- Linux環境下運行某些程序的時候，可能導致CPU的佔用過高，這時需要定位佔用CPU過高的線程
- top命令，查看是哪個進程佔用CPU過高
- ps H -eo pid, tid（線程id）, %cpu | grep 剛纔通過top查到的進程號 通過ps命令進一步查看是哪個線程佔用CPU過高
- jstack 進程id 通過查看進程中的線程的nid，剛纔通過ps命令看到的tid來對比定位，注意jstack查找出的線程id是16進制的，需要轉換
死鎖的例子
3、本地方法棧
一些帶有native關鍵字的方法就是需要JAVA去調用本地的C或者C++方法，因爲JAVA有時候沒法直接和操作系統底層交互，所以需要用到本地方法。
java調用c語言編寫的方法---本地方法篇之java中的native關鍵字
c寫的代碼，用java調用
4、堆
heap
定義
通過new關鍵字創建的對象都會被放在堆內存
特點
- 所有線程共享，堆內存中的對象都需要考慮線程安全問題
- 有垃圾回收機制
堆內存溢出
java.lang.OutofMemoryError ：java heap space. 堆內存溢出
堆內存診斷
jconsole
案例：垃圾回收後，內存佔用依然很高
jvirsalvm
某個容器一直使用，沒有回收
5、方法區
p46頁
方法區與Java堆一樣，是各個線程共享的內存區域，它用於存儲已被虛擬機加載的類型信息、常量、靜態變量
內存溢出
- 1.8以前會導致永久代內存溢出
- 1.8以後會導致元空間內存溢出
元空間內存溢出
永久代內存溢出
運行時常量池
二進制字節碼的組成：類的基本信息、常量池、類的方法定義（包含了虛擬機指令）
通過反編譯來查看類的信息
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獲得對應類的.class文件
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在JDK對應的bin目錄下運行cmd，也可以在IDEA控制檯輸入
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- 輸入 javac 對應類的絕對路徑
F:\JAVA\JDK8.0\bin>javac F:\Thread_study\src\com\nyima\JVM\day01\Main.javaCopy
輸入完成後，對應的目錄下就會出現類的.class文件
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在控制檯輸入 javap -v 類的絕對路徑
javap -v F:\Thread_study\src\com\nyima\JVM\day01\Main.classCopy -
然後能在控制檯看到反編譯以後類的信息了
- 類的基本信息
- 常量池
虛擬機中執行編譯的方法（框內的是真正編譯執行的內容，#號的內容需要在常量池中查找）
運行時常量池
- 常量池
- 就是一張表（如上圖中的constant pool），虛擬機指令根據這張常量表找到要執行的類名、方法名、參數類型、字面量信息
- 運行時常量池
- 常量池是.class文件中的，當該*類被加載以後，它的常量池信息就會放入運行時常量池，並把裏面的符號地址變爲真實地址**