Java--内存模型

JVM内存模型——JDK8如下图所示:


内存模型
  • 线程私有:程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈
  • 线程共享:MetaSpace、Java堆

程序计数器(PC)

  • 当前线程所执行的字节码行号指示器(逻辑)
  • 通过改变计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令
  • 和线程是一对一的关系即“线程私有”
  • 对Java方法计数,如果是Native方法则计数器的值为Undefined
  • 不会发生内存泄漏

Java虚拟机栈(Stack)

  • Java方法执行的内存模型
  • 包含多个栈帧(一个栈帧包括局部变量表、操作栈、动态链接、返回地址等,方法的调用即 对于栈帧从虚拟机Stack中入栈到出栈的过程)
  • 当线程请求的栈深度超过最大值,会抛出 StackOverflowError 异常;
  • 栈进行动态扩展时如果无法申请到足够内存,会抛出 OutOfMemoryError 异常。

本地方法栈

  • 与虚拟机栈相似,主要作用于标注了native的方法。

元空间(MetaSpace)

  • 用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量。

元空间(MetaSpace)和永久代(PermGen)的区别?

  • 均是方法区(JVM的一种规范)的实现
  • JDK8后元空间替代了永久代
  • 元空间使用本地内存,而永久代使用的是jvm内存,这解决了空间不足的问题。

MetaSpace相比PermGen的优势?

  • 字符串常量池(JDK1.7开始移动到Java堆中)存在与永久代中,容易出现性能问题和内存溢出
  • 类的方法的信息大小难以确定,给永久代的大小的指定带来了困难
  • 永久代会为GC带来不必要的复杂性
  • 方便HotSpot与其他JVM如Jrockit的集成(因为永久代是HotSpot独有的)

Java堆(Heap)

  • 是对象实例的分配区域
  • GC管理的主要区域

JVM三大性能调优参数-Xms、-Xmx、-Xss的含义?

java -Xms128m -Xmx128m -Xss256k -jar xxx.jar

  • -Xss:每个线程堆栈的大小。一般情况下256K是足够了。影响了此进程中并发线程数大小
  • -Xms:堆的初始值
  • -Xmx:堆能达到的最大值

一般将-Xms与-Xmx设置为同样的数值,避免堆扩容时发生的内存抖动,影响程序的稳定性。

内存分配策略

  • 静态存储:编译时确定每个数据目标在运行时的存储空间需求
  • 栈式存储:数据区需求在编译时未知,在运行时模块入口前确定
  • 堆式存储:编译时或运行时模块入口都无法确定需求,需要动态分配

Java内存模型中堆和栈的区别与联系?

  • 联系:引用对象、数组时,栈里定义变量来保存堆中目标的首地址
  • 管理方式:栈自动释放,堆需要GC
  • 空间大小:一般栈比堆小
  • 碎片相关:栈产生的内存碎片远小于堆
  • 分配方式:栈支持静态和动态分配,而堆仅支持动态分配
  • 效率:栈的效率比堆高(栈只有入栈与出栈)

元空间、堆、线程独占部分的联系--内存角度

代码

内存

请解释下JDK6和JDK6+下intern()方法的区别?

  • JDK6:当调用intern方法时,如果字符串常量池先前已创建出该字符串对象,则返回池中的该字符串的引用。否则将此字符串对象添加到字符串常量池中,并且返回该字符串对象的引用。
  • JDK6+:当调用intern方法时,如果字符串常量池先前已创建出该字符串对象,则返回池中该字符串的引用。否则,如果该字符串对象已经存在与Java堆中,则将堆中对此对象的引用添加到字符串常量池中,并且返回该引用;如果堆中不存在该对象,则在字符串常量池中创建该字符串并返回其引用。
    实例,分别说出在JDK6和JDK6+下,下面程序的输出结果。
public class InternDifference {
    public static void main(String[] args) {
        String s = new String("a"); 
        s.intern(); 
        String s2 = "a";
        System.out.println(s == s2);

        String s3 = new String("a") + new String("a");
        s3.intern();
        String s4 = "aa";
        System.out.println(s3 == s4);
    }
}

JDK6:false,false。原因如下:

public class InternDifference {
    public static void main(String[] args) {
        //1.字符串常量池中创建“a”
        //2.堆中创建一个对象“a”
        String s = new String("a");
        //3.尝试将对象“a”放入常量池中,失败,返回常量池中“a”的引用
        s.intern();
        //4.常量池中有“a”,返回其引用
        String s2 = "a";
        //5.比较堆中地址和常量池中的地址,故为false
        System.out.println(s == s2);

        //6.由于字符串常量池池中有“a”,故不再添加"a"到池中
        //7.创建对象“aa”在堆中
        String s3 = new String("a") + new String("a");
        //8.尝试将“aa”放入到池中,成功,返回对其的引用
        s3.intern();
        //9.常量池中有"aa",返回对其的引用
        String s4 = "aa";
        //10.比较堆中地址和常量池中的地址,故为false
        System.out.println(s3 == s4);
    }
}

JDK6+:false,true。原因如下:

public class InternDifference {
    public static void main(String[] args) {
        //1.字符串常量池中创建“a”
        //2.堆中创建一个对象“a”
        String s = new String("a");
        //3.尝试将对象“a”放入常量池中,失败,返回常量池中“a”的引用
        s.intern();
        //4.常量池中有“a”,返回其引用
        String s2 = "a";
        //5.比较堆中地址和常量池中的地址,故为false
        System.out.println(s == s2);

        //6.由于字符串常量池池中有“a”,故不再添加"a"到池中
        //7.创建对象“aa”在堆中
        String s3 = new String("a") + new String("a");
        //8.尝试将“aa”放入到池中,由于常量池中已经有“aa”所以将常量池中“aa”的引用赋给s3对象
        s3.intern();
        //9.常量池中有"aa",返回对其的引用本质就是上一步堆中"aa"的引用
        String s4 = "aa";
        //10.比较堆中同一个地址,故为true
        System.out.println(s3 == s4);
    }
}
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