一篇文章了解JVM

于 2024-03-04 11:52:34 发布
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文章标签： jvm
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本文详细介绍了Java虚拟机(JVM)的基础概念，包括其体系结构、类加载器的工作原理、内存区域（栈、堆、方法区）、垃圾回收机制以及不同区域的内存管理。还探讨了Java8的变化、栈溢出处理、本地方法栈和JMM内存模型。

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jvm探究

  • 请你谈谈你对jvm的理解？java8虚拟机和之前的变化更新

  • 什么是OOM，什么是栈溢出StackOverFlowError？怎么分析？

  • JVM的常用调优参数有哪些？

  • 内存快照如何抓取，怎么分析Dumo文件？

  • 谈谈JVM中，类加载器你的认识？

一. Jvm的位置

JVM——Java虚拟机，它是Java实现平台无关性的基石。

Java程序运行的时候，编译器将Java文件编译成平台无关的Java字节码文件（.class）,接下来对应平台JVM对字节码文件进行解释，翻译成对应平台匹配的机器指令并运行。

在这里插入图片描述

二.JVM的体系结构

在这里插入图片描述
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三.类加载器

作用：加载class文件~

在这里插入图片描述

  1. 虚拟机自带的加载器
  2. 启动类加载器
  3. 扩展类加载器
  4. 应用程序加载器

四.双亲委派机制

请添加图片描述

当一个类收到了类加载请求，他首先不会尝试自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类去完成，每一个层次类加载器都是如此， 因此所有的加载请求都应该传送到启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）中

  1. 类加载器收到类加载器请求
  2. 将这个请求向上委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）
  3. 启动类加载器检查是否能够加载当前类，能加载就结束，否则抛出异常，通知子加载器进行加载
  4. 重复步骤c
  5. Class Not Found
  6. null：java调用不到~

在这里插入图片描述

理解：

执行的情况都是由Bootstrap ClassLoader先加载，失败了轮到Extension ClassLoader加载，再失败了轮到Application ClassLoader，最后轮到自定义加载器加载。一般情况下大家写的java程序都是Application ClassLoader进行加载的。

六.本地方法栈：Native

package org.example;

/**
 * @Author Ysl
 * @Date 2023/5/9
 * @name jvm
 **/
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{

        },"my thread name").start();
    }
    //native:凡是带了native关键字的，说明java的作用范围达不到了，会去调用底层c语言的库
    //会进入本地方法栈
    //调用本地方法接口 JNI（JNI是Java Native Interface）
    //JNI的作用：扩展java的使用，融合不同编程语言为java所有！ 最初c、c++
    //java诞生的时候c、c++横行，想要立足，必须要调用c、c++的程序
    //它在内存区域中专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack，登记native方法
    //在最终执行的时候，加载本地方法库中的方法通过JNI
    private native void start0();

    //调用其他接口： Socket，webService~..http~
}

七.PC寄存器

程序计数器：Program Counter Register

​ 每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向一条指令的地址，也即将要执行的指令代码），在执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不记。

public class PCTest {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        int j = 20;
        int k = i + j;

        String str = "abc";
        System.out.println(str);
        System.out.println(i);
        System.out.println(j);
    }
}

对上面代码使用javap -v查看编译生成的字节码文件，部分图解:
在这里插入图片描述

八.方法区

Method Area方法区

​ 方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义，简单说，所有定义的方法信息都保存在该区域，此区域属于共享区间。

静态常量，常量，类信息（构造方法，接口定义）运行时的常量池存在方法区中，但是实例变量存在堆内存中，和方法区无关

static、final、Class、常量池

九.栈

栈：先进后出，后进先出

队列：先进先出（FIFO:First input First output）

喝多了吐就是栈，吃多了拉就是队列

栈：栈内存，主管程序的运行，生命周期和线程同步；

线程结束，栈内存就释放，对栈来说不存在垃圾回收问题

一旦线程结束，栈就Over！

栈：8大基本类型+对象引用+实例的方法

栈运行原理：栈帧

栈满了：StackOverflowError

在这里插入图片描述

栈+堆+方法区：交互

在这里插入图片描述

对象实例化的过程在内存中

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十.三种JVM

  • sun公司HotSpot（Java HotSpot™ 64-Bit Server VM (build 25.281-b09, mixed mode)）
  • BEA JRockit
  • IBM J9 vm

十一.堆

Heap，一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。

类加载器读取类文件后，会把类，方法，常量，变量放到堆中，保存我们引用类型的真实对象

堆内存中还要细分三个区域

  • 新生区（伊甸园区） Young/New
  • 养老区 old
  • 永久区 Perm

在这里插入图片描述

GC垃圾回收，主要是在伊甸园区和养老区

假设内存满了，OOM，堆内存不够！OutOfMemoryError

在这里插入图片描述

在JDK8后，永久存储区改了名字（元空间）；

十二.新生区

  • 类 诞生 和成长的地方，甚至死亡；

  • 伊甸园区：所有对象都是在伊甸园区 new出来的

  • 对象在伊甸园放不下将会执行一次轻GC，存在引用的对象活下来移到幸存区，幸村区和伊甸园区都满了的话执行一次重GC，清理幸存区和伊甸园区能活下来的则进入养老区。

  • 幸存者区（0.1）

在这里插入图片描述

真理：经过研究99%的对象都是临时的！

十三.永久区

这个区域常驻内存的，用来存放JDK自身携带的Class对象。Interface元数据，存储的是java运行时的一些环境或类信息，这个区域不存在垃圾回收，关闭虚拟机就会释放这个区域的内存~

一个启动类，加载了大量的第三方jar包，Tomcat部署了太多的应用，大量动态生成的反射类。不断的被加载。直到内存满，就会出现OOM；

  • jdk1.6以前：永久代，常量池是在方法区
  • jdk1.7：永久代，但是慢慢的退化了，去永久代，常量池在堆中
  • jdk1.8之后：无永久代，常量池在元空间

在这里插入图片描述

元空间：逻辑上存在，物理上不存在:

在VM options上添加：-Xms1024m -Xms1024m -XX:+PrintGCDetails

package org.example;

/**
 * @Author Ysl
 * @Date 2023/5/9
 * @name jvm
 **/
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //返回虚拟机试图使用的最大内存
        long max = Runtime.getRuntime().maxMemory();//字节 1024*1024
        //返回jvm的总内存
        long total = Runtime.getRuntime().totalMemory();

        System.out.println("max="+max+"字节\n"+(max/(double)1024/1024)+"MB");
        System.out.println("total="+total+"字节\n"+(total/(double)1024/1024)+"MB");

        //默认情况下：分配的总内存是电脑内存的1/4,而初始化的内存：1/64
    }
    //OOM：
        //1.尝试扩大堆内存看结果
        //2.分析内存，看一下哪个地方出现了问题（专业工具）
    //-Xms1024m-Xms1024m -XX:+PrintGCDetails

    //305664K + 699392K = 1005056k = 981.5M
}

在这里插入图片描述

只有新生代和老年代，元空间看不到。

十四.堆内存调优

在一个项目中，突然出现了OOM故障，那么该如何排除研究为什么出错

  • 能看到代码第几行出错：内存快照分析工具，MAT，Jprofiler
  • Dubu，一行一行分析代码

MAT，Jprofiler作用：

  • 分析Dump内存文件，快速定位内存泄漏
  • 获得堆中数据
  • 获得大的对象
  • ………
package org.example;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Objects;

/**
 * @Author Ysl
 * @Date 2023/5/9
 * @name jvm
 **/
//Dump
    //-Xms1m -Xmx8m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
    //-Xms 设置初始化内存分配大小 1/64
    //-Xmx 设置最大分配内存 默认1/4
    //-XX:+PrintGCDetails  打印GC垃圾回收信息
    //-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError   //OOM DUMP
public class Demo03 {
    byte[] array = new byte[1*1024*1024]; //1M
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Demo03> list = new ArrayList<>();
        int count = 0;
        try {
            while (true){
                list.add(new Demo03());
                count = count + 1;
            }
        }catch (Error e){
            System.out.println("count"+count);
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

十五.GC垃圾回收期

在这里插入图片描述

jvm在进行GC时，并不是对这三个区域统一回收，大部分时候，回收都是新生代~

  • 新生代
  • 幸存区（from、to）
  • 老年区

GC两种类型：轻GC（普通的GC）、重GC（全局GC）

GC题目：

  • jvm的内存模型和分区详细到每个区放什么？

  • 轻GC和重GC在什么时候发生？

  • 堆里面的分区有那些？Eden、from、to、老年区，说说他们的特点？

  • GC的算法有哪些？

    标记清除法，标记整理，复制算法，引用计数器

    1. 引用计数法：
    1.在对象中添加一个引用计数器，初始值为0。
	2.当有一个指针指向该对象时，引用计数器加1。
	3.当一个指针不再指向该对象时，引用计数器减1。
	4.当引用计数器的值为0时，表示没有指针指向该对象，可以将该对象回收

在这里插入图片描述

  1. 复制算法：

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    • 好处：没有内存的碎片

    • 坏处：浪费了内存空间：to区永远是空的，假设对象100%存活（极端情况）

      复制算法最佳使用场景：对象存活率较低时

  2. 标记清除算法：

    在这里插入图片描述

    • 缺点：两次扫描严重浪费时间，会产生内存碎片
    • 优点：不需要额外的空间

    d.标记清除压缩算法：

    在这里插入图片描述

    • 先标记清除几次再进行压缩

总结：

内存效率：复制算法 > 标记清除算法 > 标记压缩算法（时间复杂度）

内存整齐度：复制算法 = 标记压缩算法 > 标记清除算法

内存利用率：标记压缩算法 = 标记清除算法 > 复制算法

问题：难道没有最优算法？

GC：分代手集算法

年轻代：

  • 存活率低
  • 复制算法

老年代:

  • 区域大：存活率
  • 标记清除（内存碎片不是太多）+标记压缩混合 实现

JMM：Memory Model

  1. 什么是JMM？
  2. 它是干嘛的？
  3. 如何学习？
你是一个合格的项目经理吗？做完这个测评就清楚了
PM_yuan的博客
10-08 1026
都说项目经理是一群抗压能力极强的人，找Ta做另一半一定很幸福。 但是事实上，很多项目新人，甚至是有过多年经验的老PM，都曾有过带项目带到怀疑人生的时刻，怀疑自己：“我真是适合当项目经理吗？” 并不是所有的人都适合当项目经理，也不是所有合格的职能管理者都能当项目经理。 有时企业在任命和培养项目经理的时候，往往选用了从物质上并不适合的人来当项目经理，这在很大程度上也影响了项目效率，拖慢了企业级项目管理发现和成熟的速度。 对项目经理能力的描述有很多，都说要懂技术，要有软实力。总结来说，是6大核心能力。
33岁的项目经理下一步我往何处去
phphot
04-25 2022
我是一名在国企工作的IT人士，从事IT行业（软件开发）已经10年了，作项目经理也已经6年了，大大小小的项目、工程都做过一些，技术、管理上也都有些自己的体会，目前的年薪十几万。 但 我最近却有些想出去自己开公司干了，原因是有个朋友在外面公司做了一个大公司的销售总监，他们公司有不少的外包型的项目可以提供给我，我也自己成立了一个 软件公司，我知道这样对我现在的单位不好，但我很想实现自己的理想，不
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想转行做项目经理的话PMP证书会更有用。 PMP--是项目管理专业人士资格认证 ACP--是敏捷项目管理专业人士 PBA--为商业分析专业人士 转存失败重新上传取消 从以上结合您的描述来看更有用的是PMP证书。PMP证书是项目管理领域含金量最高的证书，而且ACP里涉及的知识现在PMP也有学，在新版的PMP考纲里，敏捷项目管理这方面的知识也有大幅度的提升，直接占比50%。 PMP®（Project Management Professional） 指项目管理专业人员资格认证，它是由全
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项目经理下一步应该跟进客户的反馈和需求，确保客户满意并解决任何可能出现的问题。同时，还应该对项目进行总结和评估，以便在未来的项目中改进和优化。另外，项目经理还需要与团队成员进行沟通和反馈，以便更好地...
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