Jvm学习笔记

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1、Jvm虚拟机组成部分

1、类加载子系统: 负责从文件系统或者网路中加载Class信息,加载的信息存放在一块称之为方法区的内存空间。
2、方法区: 就是存放类信息、常量信息、常量池信息、包括字符串字面量和数字常量等
3、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域,几乎所有的对象实例都存放中java堆中,堆空间是所有线程共享的
4、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。
5、java栈: 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。
6、本地方法区: 本地方法区和栈非常相似,最大的区别为本地方法去用于本地调用。java虚拟机允许java直接调用本地方法(通常使用C编写)
7、垃圾回收系统: 垃圾回收系统是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。
8、
9、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。一般类加载子系统先进行编译成机器码后执行。

1.1堆、栈、方法区概念和联系

  • 堆解决的是数据存储的问题,即数据怎么放、放在哪儿。
  • 栈解决程序的运行问题,即程序如何执行,或者说如何处理数据。
  • 方法区则是辅助堆栈的一块永久区(Perm),解决堆栈信息的产生,是先决条件。 我们创建一个新的对象,User:那么User类的一些信息(类信息、静态信息都存在于方法区中)
      而User美被实例化出来之后,被存傅到ava堆中,一块内存空间
      当我们去使用的时候,都是使用User对象的引用,形如User user= new   User();
      这里的User就是存放在java栈中,即User真实对象的一个引用。

1.2Java堆中的划分

  • java堆是和java应用程序关系最密切的内存空间,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,之后每经过一次新生代回收,如果对象存活则它的年龄就加1, 当对象达到一定的年龄(被GC回收15次)后,则进入老年代。

1.3Java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、帧数据区。
1)局部变量表:用于报错函数的参数及局部变量。
2)操作数栈:主要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值
3)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。

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2、Jvm参数详讲

  • 说明-xx开头是指对于系统级别的(jvm)配置、配置日志信息、或者说配置jvm使用什么样的垃圾回收器;非-xx的基本上都是应用层面的配置.+表启用,-表禁用。

2.1堆分配参数

-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(新生代,老年代)的情况。
-Xms: 设置java程序启动时初始堆大小。
-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。

新生代的配置
-Xmn:可以设置新生代的大小,设置一个比较大的新生代会减少老年代的大 小,这个参数对系统性能以及GC行为有很大的影响,新生代大小一般会设置 整个堆空间的1/3到1/4左右。
-XX:SurvivorRatio:用来设置新生代中eden空间和fromyto空间的比例。含义:-XX:SurvivorRatio=eden/from=eden/to
总结:不同的堆分布情况,对系统执行会产生一定的影响,在实际工作中, 应该根据系统的特点做出合理的配置,基本策略:尽可能将对象预留在新生 代,减少老年代的GC次数。
除了可以设置新生代的绝对大小(-Xmn),还可以使用(-XX:NewRatio) 设置新生代和老年代的比例:-XX:NewRatio=老年代/新生代

3、Jvm垃圾收集算法

引用计数:法这是个比较古老而经典的垃圾收集算法,其核心就是在对象被其他所引用时计数器加1,而当引用失效时则减1,但是这种方式有非常严重的问题:无法处理循环引用的情况、还有就是每次进行加零操作比较浪费系统性能。

标记清除法:就是分为标记和清除两个阶段进行处理内存中的对象,当然这种方式也有有非常大的弊端,就是空间碎片问题,垃坂回收后的空间不是连续的,不连续的内存空间的工作效率要低于连续的内存空间。

复制算法:其核心思想就是将内存空间分为两块,没次只使用其中一块,在垃圾回 收时,将正在使用的内存中的存留对象复制到未被使用的内存块中去,之后去清除之前正在使用的内存块中的对象,反复去交换两个内存的角色,完成垃圾收集。 (java中新生代的from和to空间就是使用这个算法)。

标记压缩法:标记压缩法在标记清除法基础之上做了优化,把存活的对象压缩到内存一端,而后进行垃坏清理。(jva中老年代使币的就是标记压缉法)

考虑一个问题:为什么新生代和老年代使用不同的算法?
新生代中的对象更容易被GC回收

分代算法:就是根据对象的特点把内存分成N块,而后根据每个内存的特点 使用不同的算法。对于新生代和老年代来说,新生代回收频率很高,但是每次回收耗时都很短,而老年代回收频率较低,但是耗时会相对较长,所以应该尽量减少老年代的GC。

分区算法:其主要就是将整个内存分为N多个小的独立空间,每个小空间都 可以独立使用,这样细粒度的控制一次回收都少个小空间和那些个小空间, 。而不是对整个空间进行GC,从而提升性能,并减少GC的停顿时间(GC介入系统停顿)。