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JVM初识

2022年09月16日 10:31:22Java技术4

JVM探究

1.谈谈你对JVM的理解?java8虚拟机和之前的变化更新?

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

3.JVM 的常用调优参数有哪些?

4.内存快照如何抓取,怎么分析Dump文件?知道吗?

5.谈谈JVM中,类加载器你的认识?

1.1 JVAM的位置

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1.2 JVM的体系结构

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1.3 类加载器

作用:加载Class文件~

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1、虚拟机自带的类加载器

2.启动类(根)加载器 (Bootstrap classLoader:主要负责加载核心的类库(java.lang.* 等),构造ExtClassLoader和APPClassLoader。)

3.扩展类加载器 \jre\lib\ext ( 主要负责加载jre/lib/ext目录下的一些扩展的jar )

4.应用程序(系统类)加载器 ( 主要负责加载应用程序的主函数类 )

1.4 双亲委派机制

package java.lang;

public class String{
     
    //双亲委派机制:安全
    // 1.APP--->Exc--->BOOT(最终执行)
    //BOOT中没有->Exc没有->APP
    public String toString(){
     
        return "hello";
    }

    public  static void main(String[] args){
     
        String s = new String();
        s.tostring();
    }
}

/*
	1.类加载器收到类加载的请求 
	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
	3.启动加载器检查能否加载当前这个类,能加载就结束,使用当前的加载器,否则,抛出异常,通知子类加载器进行加载
	4.重复步骤3
	
	经典bug:Class Not Found
	null: java调用不到~ C、C++
	java = C++--:去掉繁琐的东西,指针,内存管理
*/


报错:java: 程序包已存在于另一个模块中: java.base

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1.5 沙箱安全机制

了解 最核心的安全机制

1.6 Native

package java.study;

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,回去调用底层c语言的库
    // 然后会进入本地方法栈
    // 然后调用本地方法接口 JNI
    // JNI作用: 扩展java的使用,融合不同的编程语言为java所用!  最初想融合:c c++
    // java诞生的时候  c c++ 横行,想要立足,必须要有调用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调用JNI
    // java程序驱动打印机,管理系统 Robot外挂等  在企业级应用中较少见!

    private native void start0();


    //调用其他接口:  Socket WebService  http
    //球球爱心网:  --》输入(PHP)-->NodeJS --> Socket --> C++ -->游戏刷爱心
}

1.7 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(用来存储指向像一条指令的地址,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,几乎可以忽略不计。

1.8 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,所有定义的方法的信息都保存在该区域,此区域属于共享区域。

静态方法、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模板 常量池~

1.9 栈

1.栈:数据结构

​ 程序=数据结构+算法 : 持续学习!

​ 程序=框架+业务逻辑:淘汰! 吃饭

栈:先进后出、后进先出:桶

队列: 先进先出(FIFO:First Input First Output)

小笑话:喝多了吐就是栈,吃多了拉就是队列

为什么main()先执行,最后结束~

栈:占内存,主管程序的运行,生命周期和线程同步

线程结束,栈内存也就释放了,对于栈来说,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

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栈满了: StackOverflError

栈+堆+方法区交互方式:

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对象实例化的过程:以后再弄

1.10 堆

Heap,一个JVM只有一个堆内存,堆内存的大小是可以调节的。

类加载器读取了类文件后,一般会把什么东西放在堆中? 类,方法,常量,变量,保存我们所有引用类型的真实对象;

堆内存中还要细分为三个区域:

1、新生区(伊甸园区) Young/New

2、养老区 old

3、永久区 Perm

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GC垃圾回收,主要是在伊甸园区(新生区)和养老区~

假设内存满了,OOM,堆内存不够!

在JDK8以后,永久存储区改了个名字(元空间);

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元空间逻辑上存在:物理上不存在

package com.study;



public class Demo2 {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        long max = Runtime.getRuntime().maxMemory();  //字节  1024*1024

        long total = Runtime.getRuntime().totalMemory(); //返回JVM初始化的总内存

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


        //默认情况下:分配的总内存是电脑内存的1/4,而初始化的内存是电脑内存的1/64
    }
}

输出:max=2107637760字节2010.0MB
total=132120576字节126.0MB

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package com.study;



public class Demo2 {
     
    public static void main(String[] args) {
     
        long max = Runtime.getRuntime().maxMemory();  //字节  1024*1024

        long total = Runtime.getRuntime().totalMemory(); //返回JVM初始化的总内存

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


        //默认情况下:分配的总内存是电脑内存的1/4,而初始化的内存是电脑内存的1/64
    }

    //OOM:
        //1. 尝试扩大内存看结果
        //2. 分析内存,看一下哪个地方出现了问题(专业工具)
    //-Xms1024m -Xmx1024m  -XX:+PrintGCDetails
}


输出结果:
   [0.005s][warning][gc] -XX:+PrintGCDetails is deprecated. Will use -Xlog:gc* instead.
[0.028s][info   ][gc,heap] Heap region size: 1M
[0.029s][info   ][gc,heap,coops] Heap address: 0x00000000c0000000, size: 1024 MB, Compressed Oops mode: 32-bit
[0.048s][info   ][gc           ] Using G1
[0.087s][info   ][gc           ] Periodic GC disabled
max=1073741824字节1024.0MB
total=1073741824字节1024.0MB
[0.237s][info   ][gc,heap,exit ] Heap
[0.238s][info   ][gc,heap,exit ]  garbage-first heap   total 1048576K, used 3072K [0x00000000c0000000, 0x0000000100000000)
[0.238s][info   ][gc,heap,exit ]   region size 1024K, 4 young (4096K), 0 survivors (0K)
[0.238s][info   ][gc,heap,exit ]  Metaspace       used 1094K, capacity 4570K, committed 4864K, reserved 1056768K
[0.238s][info   ][gc,heap,exit ]   class space    used 107K, capacity 418K, committed 512K, reserved 1048576K

1.11 新生区

1、类:诞生 和 成长的地方,甚至是死亡

2、新生区 包括 伊甸园区, 幸存区0区, 幸存区1区

所有的对象都是在伊甸园区NEW出来的

真理:经过研究,99%的对象都是临时对象!

1.12老年区

1.13 永久区

这个区域常驻内存的,用来存放jdk自带的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JVM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之前:永久代

  • 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

1.14 堆内存调优

在一个项目中,突然出现了OOM故障,那么应该如何排除?研究为什么出错?

  • 能够看到代码第几行出错:内存快照分析工具,MAT, Jprofiler
  • Debug,一行行分析代码!

MAT, Jprofiler作用

  • 分析Dump内存文件,快速定位内存泄漏

  • 获得堆中的数据

  • 获得大得对象~

  • package com.study;
    
    import java.util.ArrayList;
    // -Xms 设置初始化内存分配大小  默认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
    
    //  -Xms1m -Xmx8m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
    public class Demo03 {
           
    
        byte[] array = new byte[1 * 1024 * 1024];
    
        public static void main(String[] args) {
           
            ArrayList<Demo03> list = new ArrayList<>();
            int count = 0;
    
            try {
           
                while (true) {
           
                    list.add(new Demo03());
                    count += 1;
                }
            } catch (Exception e) {
           
                System.out.println("count = "+ count);
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    

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1.15 GC

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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

  • 老年区

    GC两种类: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?
  • 堆里面的分区有哪些?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,标记压缩,复制算法,引用计数器,怎么用的?
  • 轻GC和重GC有什么不同

1.15.2 常用算法

引用计数法

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复制算法:

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  • 好处:没有内存的碎片~
  • 坏处:浪费了内存空间~:多了一般空间永远是空 to,假设对象100%存货(极端情况)
  • 复制算法最佳使用场景:对象存活度较低的时候:新生区~

标记清楚算法

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

标记压缩算法:

JVM初识 _ JavaClub全栈架构师技术笔记

  • 内存效率:复制算法 > 标记清楚算法 > 标记压缩算法(时间复杂度)
  • 内存整齐度:复制算法 > 标记清楚算法 > 标记压缩算法
  • 内存利用率:标记压缩算法 = 标记清楚算法 > 复制算法

难道没有最优算法吗?

答案:没有,没有最好的算法,只有最合适的算法!------->GC : 分带收集算法

年轻代:存活率低-----》 复制算法

老年代:区域大,存活率高-----》 标记清除(内存碎片不是太多) + 标记压缩混合 实现

1.16 JMM

1.什么是JMM

​ java内存模型(Java Memory Model 的缩写)

2.它干嘛的?

​ 官方,其他人的博客,对应的视频!

作用:缓存一致性协议,用于定义数据读写的规则(遵守,找到这个规则)

​ …

3.它该如何学习

JMM:抽象的概念,理论

volatile

1.17 总结

本次只是初识JVM,要学习JVM必须花时间,多看面试题 +《深入理解JVM》,但通过本次可以掌握一条学习JVM的线。

补充: 三种JVM

  • Sun公司 HotSpot
  • BEA JRockit
  • IBM J9 VM

我们学习的都是: HotSpot

1.百度

2.思维导图

复制算法

老年代:区域大,存活率高-----》 标记清除(内存碎片不是太多) + 标记压缩混合 实现

1.16 JMM

1.什么是JMM

​ java内存模型(Java Memory Model 的缩写)

2.它干嘛的?

​ 官方,其他人的博客,对应的视频!

作用:缓存一致性协议,用于定义数据读写的规则(遵守,找到这个规则)

​ …

3.它该如何学习

JMM:抽象的概念,理论

volatile

1.17 总结

本次只是初识JVM,要学习JVM必须花时间,多看面试题 +《深入理解JVM》,但通过本次可以掌握一条学习JVM的线。

补充: 三种JVM

  • Sun公司 HotSpot
  • BEA JRockit
  • IBM J9 VM

我们学习的都是: HotSpot

单点登录 ~ SSO

视频学习地址 https://www.bilibili.com/video/BV1iJ411d7jS?p=14

作者:啦啦啦啦啦啦哈哈啊
来源链接:https://blog.csdn.net/weixin_45813633/article/details/112443364

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