一起来聊一聊JVM虚拟机

java虚拟机概述和基本概念

堆、栈、方法区

了解虚拟机参数

java虚拟机的原理

所谓的java虚拟机,就是一台虚拟的机器。它是一款软件,用来执行一系列计算指令,大体上虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机,大名鼎鼎的Visual Box、VMare就属于虚拟机,他们完全是对物理计算机的仿真,提供了一个可以运行完整操作系统的软件平台。程序虚拟机典型代表就是Java虚拟机,它专门为执行单个计算机程序而设计,在java虚拟机中执行的指令我们成为java字节码指令。

java虚拟机的基本结构

类加载子系统:负责从文件系统或者网络中加载Class信息存放在一块称之为方法区的内存空间。

方法区:就是存放类信息、常量信息、常量池信信息、包括字符串字面量和数字常量等。

java堆:在java虚拟机启动的时候建立java堆,它是java程序最主要的内存工作区,几乎所有的对象实例都存java堆中,堆空间是所有线程共享的。

直接内存:Java的NIO库允许java程序使用直接内存,从而提高性能,通常直接内存速度会优于java堆。读写频繁的场合可能会考虑使用。

每个虚拟机线程都有一个私有的栈,一个线程的java栈在线程创建的时候被创建,java栈中保存着局部变量、方法参数、同时java的方法调用、返回值等。

本地方法栈和java栈非常类似,最大不同为本地方法栈用于本地方法调用。java虚拟机允许java直接调用本地方法(通常使用C编写)。

垃圾收集系统是java的核心,也是必不可少的,java有一套自己进行垃圾清理的机制,开发人员无需手工清理,我们稍后详细说明。

PC(Program Counter)寄存器也是每个线程私有的空间,java虚拟机会为每个线程创建PC寄存器,在任意时刻,一个java线程总是在执行一个方法,这个方法被称为当前方法,如果当前方法不是本地方法,PC寄存器就会执行当前正在被执行的指令,如果是本地方法,则PC寄存器值为underfined,寄存器存放如当前执行环境指针、程序计数器、操作栈指针、计算的变量指针等信息。

虚拟机最核心的组件就是执行引擎了,它负责执行虚拟机的字节码。一般户先进行编译成机器码后执行。

java堆

java堆是和java应用程序关系最亲密的内存空间,几乎所有的对象都存放在其中,并且java堆完全是自动化管理的,通过垃圾回收机制,垃圾对象会自动清理,不需要显示地释放。

根据垃圾回收机制不同,Java堆有可能拥有不同的结构。最为常见的就是将整个java堆分为新生代和老年代。其中新生代存放新生的对象或者年龄不大的对象,老年代则存放老年对象。

新生代分为eden区、s0区、s1区,s0和s1也被称为from和to区域,他们是两块大小相等并且可以互换角色的空间。

绝大多数情况下,对象首先分配在eden区,在一次新生代回收后,如果对象还存活,则会进入s0或者s1区,之后没经过一次新生代回收,如果对象对象存活则他的年龄就加1,当对象达到一定的年龄后,则进去老年区。

java栈

java栈是一块线程私有的内存空间,一个栈,一般由三部分组成:局部变量表、操作数栈和帧数据区

局部变量表:用于报错函数的参数及局部变量。

操作栈数:朱瑶保存计算过程的中间结果,同时作为计算过程中变量临时的存储空间。

帧数据区:除了局部变量表和操作数栈以外,栈还需要一些数据来支持常量池的解析,这里帧数据区保存着访问常量池的指针,方便程序访问常量池,另外,当函数返回或者出现异常时,虚拟机必须有一个异常处理表,方便发送异常的时候找到异常的代码,因此异常处理表也是帧数据区的一部分。

java方法区

java方法区和堆一样,方法区是一块虽有线程共享的内存区域,它保存系统的类信息,比如类的字段、方法、常量池等。方法区的大小决定了系统可以保存多少个类,如果系统定义太多的类,导致方法区溢出。虚拟机同样会抛出内存溢出错误。方法区可以理解为永久区(Perm)

虚拟机参数

在虚拟机运行的过程中,如果可以跟踪系统的运行状态,那么对于问题的故障排查会有一定的帮助,为此,虚拟机提供了一些跟踪系统状态的参数,使用给定的参数执行java虚拟机,就可以在系统运行时打印相关日志,用于分析实际问题。我们进行虚拟机参数配置,其实主要就是围绕着堆、栈、方法区进行配置。

虚拟机参数

-XX:+PrintGC 使用这个参数,虚拟机启动后,只要遇到GC就会打印日志。

-XX:+UseSerialGC 配置串行回收器

-XX:+PrintGCDetails 可以查看详细信息,包括各个区的情况

-Xms:设置java程序启动时堆大小

-Xmx:设置java程序能获得的最大堆大小

-Xmx20m -Xms5m -XX:+PrintCommandLineFlags:可以将隐式或者显示传给虚拟机的参数输出

总结:在实际工作中,我们可以直接将初始的堆大小与最大堆大小设置相等,这样的好处是可以减少程序运行时的垃圾回收次数,从而提高性能。

堆溢出

在java程序的运行过程中,如果堆空间不足,则会抛出内存溢出的错误(Out Of Menory)OOM,一旦这类问题发生在生产环境,可能引起严重的业务中断,java虚拟机提供了-XX:HeapDumpOnOutOfMemoryError

使用该参数可以在内存溢出是导出整个堆信息,与之配合使用的还有参数,-XX:HeapDumpPath,可以设置导出堆的存放路径。

栈配置

Java虚拟机提供了参数-Xss指定线程的最大栈空间,整个参数也直接决定了函数可调用的最大深度

方法区

和java堆一样,方法区是一块所有线程共享的内存区域,它用于保存系统的类信息,方法区(永久区)可以保存多少信息可以对其进行配置,在默认情况下,-XX:MaxPermSize为64MB,如果系统运行时生产大量的类,就需要设置一个相对合适的方法区,以免永久区内存溢出的问题。

-XX:PermSize=64M -XX:MaxPermSize=64M

如果还有对jvm参数刚兴趣的话可以参考:

http://1t.click/GhB

(完)

(0)

相关推荐

  • 漫画:Java内存数据区域详解

    https://github.com/TangBean 漫画由小猿编写创作 仔细看下面的思维导图,我们先来获取一个直观的认识,然后再一个一个详细分析! 总共也就这么 5 个区(直接内存不属于 JVM ...

  • JVM 详解,大白话带你认识 JVM

    前言 如果在文中用词或者理解方面出现问题,欢迎指出.此文旨在提及而不深究,但会尽量效率地把知识点都抛出来 一.JVM的基本介绍 JVM 是 Java Virtual Machine 的缩写,它是一个虚 ...

  • jvm-运行时内存结构

    内存模型示意图 每个区域的作用简述 pc寄存器 (program counter) 每一条java虚拟机线程都有自己的pc寄存器 在任意时刻,一条java虚拟机线程只会执行一个方法的代码,正在被线程执 ...

  • JVM虚拟机Class类文件研究分析

    前言 为了研究Class文件,先编写一个最简单的代码: package com.courage; public class T0100_ByteCode01 { } 之所以说最简单,是因为这个类里面任 ...

  • 2021最新 Java虚拟机(JVM)面试题精选(附刷题小程序)

    推荐使用小程序阅读 为了能让您更加方便的阅读 本文所有的面试题目均已整理至小程序<面试手册> 可以通过微信扫描(或长按)下图的二维码享受更好的阅读体验! 目录 推荐使用小程序阅读 1. J ...

  • JVM(一)虚拟机基础

    JVM 全称Java Virtual Machine,也就是我们耳熟能详的Java 虚拟机.它能识别.class 后缀的文件,并且能够解析它的指令,最终调用操作系统上的函数,完成我们想要的操作. Ja ...

  • Java跨平台原理与Java虚拟机(JVM)

    Java跨平台原理(字节码文件.虚拟机) C/C++语言都直接编译成针对特定平台机器码.如果要跨平台,需要使用相应的编译器重新编译. Java源程序(.java)要先编译成与平台无关的字节码文件(.c ...

  • Java虚拟机(JVM)面试题(2020最新版)

    大家好,我是CSDN的博主ThinkWon,"2020博客之星年度总评选'开始啦,希望大家帮我投票,每天都可以投多票哦,点击下方链接,然后点击'最大",再点击'投TA一票'就可以啦 ...

  • JVM真香系列:轻松理解class文件到虚拟机(下)

    回复"000"获取大量电子书 类加载器 类加载器是很多人认为很硬的骨头.其实也没那么可怕,请听老田慢慢道来. 在装载(Load)阶段,通过类的全限定名获取其定义的二进制字节流,需要 ...

  • JVM真香系列:轻松理解class文件到虚拟机(上)

    回复"000"获取大量电子书 JVM初探 class文件到JVM中,就相当于我们吃饭,食物吃进了肚子里,不同的营养成分被身体不同的器官吸收. 查找class文件并导入到JVM中 ( ...

  • java虚拟机JVM执行引擎(工作过程、JIT等)

    文章目录 11. 执行引擎 11.1 执行引擎概述 11.2 执行引擎的工作过程 11.3 java代码编译和执行的过程 11.4 JIT编译器 11.5 方法调用计数器 11.6 回边计数器 11. ...

  • 认真聊一聊价值150万的屎

    2017年某顾聊绘画的一篇反智主义文章<当代艺术,你看不懂的都是大便>,被艺术圈口诛笔伐.他的灵感显然来自于皮耶罗·曼佐尼,但他并没有意识到这个把屎装进罐子的艺术家究竟在表达什么.所以当他 ...