JVM笔记

内存区域基础概念:


1.java虚拟机和java内存区域

2.java虚拟机栈和本地方法栈

3.java堆

4.方法区和运行时常量池

5.直接内存


1.java虚拟机和java内存区域


Menu

1>什么是虚拟机,什么是java虚拟机

2>概念模型与具体实现

3>java虚拟机运行时数据区

4>程序计数区域


1> 什么是虚拟机,什么是java虚拟机


定义:模拟某种计算机体系结构,执行特定指令集的软件

分类:系统虚拟机 进程虚拟机

(进程虚拟机并不会完整的模拟一个操作系统的运行环境)

(进程虚拟机仅提供特定指令集的运行环境)

java语言虚拟机:可以执行java语言的高级语言虚拟机,但是java语言虚拟机并不一定就被称为JVM(java虚拟机)

java虚拟机并不一定执行java语言

2 >概念模型与具体实现


公有设计,私有实现

同样的java代码,在不同的java虚拟机中都可以实现,唯一区别就是实现速度的问题

3>java虚拟机的运行时内存区域


是所有java虚拟机共同的内存区域概念模型

运行时数据区的划分:

.程序计数器

` .java堆

.java虚拟机栈

.本地方法栈

.方法区

4> 程序计数器(Program Counter Register)

. 一块较小的内存空间,它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的行   号指示器

. 可以理解为Eclipse内的行号指示器,不过其指示的是字节码文件的行号

. 如果线程正在执行的是一个java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚   拟机字节码指令的地址

. 如果正在执行的是一个本地Native方法,则这个计数器值为空


2.java虚拟机栈和本地方法栈


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1>java虚拟机栈的概念和特征

2>本地方法栈的概念和特征

3>java虚拟机中存放的栈元素(栈帧)的概念和特征

4>本地变量表和操作数栈

5>内存异常


1>java虚拟机栈的概念和特征


java虚拟机栈描述的是java方法执行时候的内存概念模型

(每个方法执行的时候都会创建一个栈帧,用来存放这个方法的操作数栈, 局部变量表,方法出口,动态链接等信息)

特征:

*  线程私有

* 后进先出(LIFO)栈

* 存储栈帧,支撑java方法的调用执行和退出

* 可能出现OutOfMemoryError异常和StackOverflowError异常

区别:  java虚拟机是为了执行java字节码文件所服务的

本地方法栈是为了执行本地Native方法所服务的

2>本地方法栈的概念和特征


(与java虚拟机栈非常相似)

.线程私有

.后进先出(LIFO)栈

.存储栈帧,支撑java方法的调用执行和退出

.可能出现OutOfMemoryError异常和StackOverflowError异常

.有一些虚拟机(如HotSpot)将java虚拟机栈和本地方法栈合并实现

3>java虚拟机中存放的栈元素(栈帧)的概念和特征

. 栈帧的概念和特征

java虚拟机栈中存储的内容,他被用于存储数据和部分过程结果的数据结构,同时也   被用来处理动态链接、方法返回值和异常分派。

一个完整的栈帧包括局部变量表、操作数栈、动态连接信息、方法正常完成和异常完成信息。

. 局部变量表概念和特征

由若干个Slot组成,长度由编译期决定

Slot存储的8种数据类型:boolean, byte, char, short, int, float, reference,   returnAddress

reference类型:reference表示对一个对象实例的引用.

虚拟机可以通过reference类型做到两点:

. 从引用中直接或间接的查找到对象在java堆中的数据存放的起始地址索引

. 从引用中直接或间接的查找到对象在方法区中存储的类型信息

一个Slot可以存放一个32位以内的数据类型,那对于64位的数据类型虚拟机会以高位   对齐的方式为其分配两个连续的Slot空间

局部变量表用于方法间参数的传递,以及方法执行过程中储存基础数据类型的值和对   象的引用

Slot是可以被重用的。

4>本地变量表和操作数栈


. 操作数栈的概念和特征

.是一个后进先出栈,由若干个Enty组成,长度由编译期决定

.单个Enty可以存储一个java虚拟机中定义的任意数据类型的值,包括Long和 Double,但储存Long和Double类型的Enty深度为2,其他类型的深度为1。

(Enty  栈深度)

在方法执行的过程中,栈帧用于储存计算参数和计算结果;

在方法调用过程中,操作数栈也用来准备调用方法的参数以及接收方法返回结果

(极客学院上有实际例子,讲述简单程序数据的出栈入栈过程)

5> 内存异常

OutOfMemoryError异常

原因:

常见的有以下几种:

1.内存中加载的数据量过于庞大,如一次从数据库取出过多数据;

2.集合类中有对对象的引用,使用完后未清空,使得JVM不能回收;

3.代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体;

4.使用的第三方软件中的BUG;

5.启动参数内存值设定的过小;

StackOverflowError异常

StackOverflowError是由于当前线程的栈满了  ,也就是函数调用层级过多导致。

                                                     比如死递归。

3.java堆

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1>java堆的概念

2> java栈内存和堆内存

3>java堆内存异常


1>java堆的概念

特征:

. 全局共享

. 通常是java对象的主要储存区域

. JVMS明确要求该区域需要主动实现自动内存管理(即常说的GC,垃圾回收机制)

JVMS并不限制采用哪种算法和技术去实现

. 可能出现OutOfMemoryError异常

2>从栈到堆的关联过程

(图片来自极客学院)

3>java堆内存异常

OutOfMemoryError异常  内存溢出异常

4. 方法区和运行时常量池

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1> 方法区的概念

2> 运行时常量池的概念

3> HotSpot方法区实现(包括变迁)

4> 方法区内存异常


1>方法区的概念

特征:

. 全局共享

. 作用是存储java类的结构信息

. JVMS不要求该区域实现自动内存管理(垃圾回收机制),但是商用虚拟机   都能够自动管理该区域的内存

. 可能出现OutOfMemoryError异常

2> 运行时常量池的概念

特征:

. 全局共享

. 是方法区的一部分

. 作用是存储java文件常量池内的符号信息

3> HotSpot方法区实现(包括变迁)

(图片来自极客学院)

4>方法区内存异常

OutOfMemoryError异常

5.直接内存

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1>直接内存特征

2>直接内存异常


1>直接内存特征

. 并非JVM定义的标准java运行时内存区域

. 随JDK1.4中加入的NIO类被引入,目的是避免在Java堆和Native堆中来回复   制数据带来的性能损耗

. 全局共享

. 也可能造成内存溢出异常OutOfMemoryError异常

. 可以被进行自动管理,但是在检测手段上会有一些简陋

                          *****************总结********************

                  应该回答出的问题:

                              . JVM内存是如何划分的

                               . JVM内存各区域的用途

                    . 什么样的代码和操作会导致内存溢出异常

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