1. 一个线程OOM后,其它线程还能运行吗?
其实发生OOM的线程一般情况下会死亡,也就是会被终结掉,该线程持有的对象占用的heap都会被gc了,释放内存。因为发生OOM之前要进行gc,就算其他线程能够正常工作,也会因为频繁gc产生较大的影响。
2.一个main方法,对应一个新的jvm进程
不同的jvm之间不会共享数据,所以如果一个jvm进程中改变了一个类的类变量(静态变量),另外一个jvm进程中的此类的此变量也不会收到影响
3.垃圾回收器
主要分三类:
1.串行,用的一个线程进行回收。暂停其他线程,老年代用的标记整理算法
2.吞吐量优先,用多线程回收,默认线程和核心数一样。老年代标记整理。JDK8默认的回收器
3.响应时间优先,多线程,但是不会阻止用户进程。标记 - 清除算法
4.new 对象过程
(91条消息) java new的过程_new的过程发生了什么?看完这一篇就懂了_weixin_39815456的博客-CSDN博客
-------加载类----- 父类静态变量开始赋值
父类静态代码块开始执行
子类静态代码块开始执行
子类静态变量开始赋值
class Son
—new类对象实例------
父类成员变量开始赋值
父类代码块开始执行
父类构造方式开始执行
子类代码块开始执行
子类成员变量开始赋值
子类构造方式开始执行
JMM——Java内存模型
看完这篇,还不懂JAVA内存模型(JMM)算我输 - 掘金 (juejin.cn)
前言
在虚拟机自动内存管理机制下,不再需要像 C/C++程序这样为每一个 new 操作去写对应的 delete/free 操作,不容易出现内存泄漏和内存溢出问题。正是因为 Java 程序员把内存控制权利交给 Java 虚拟机,一旦出现内存泄漏和溢出方面的问题,如果不了解虚拟机是怎样使用内存的,那么排查错误将会是一个非常艰巨的任务。
运行时数据区域
Java 虚拟机在执行 Java 程序的过程中会把它管理的内存划分成若干个不同的数据区域。JDK 1.8 和之前的版本略有不同,下面会介绍到。
JDK 1.8 之前 :
JDK 1.8 :
(17条消息) 方法区、永久代、元空间的区别_哀嚎的狗子的博客-CSDN博客_方法区和元空间
元空间为什么不在使用JVM的,而是用直接内存。
因为通常使用PermSize和MaxPermSize设置永久代的大小就决定了永久代的上限,但是不是总能知道应该设置为多大合适, 如果使用默认值很容易遇到OOM错误。
当使用元空间时,可以加载多少类的元数据就不再由MaxPermSize控制, 而由系统的实际可用空间来控制。
线程私有的:
- 程序计数器
- 虚拟机栈
- 本地方法栈
线程共享的:
- 堆
- 方法区
- 直接内存 (非运行时数据区的一部分)
程序计数器
可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器,线程私有
- 字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令,从而实现代码的流程控制,如:顺序执行、选择、循环、异常处理。
- 在多线程的情况下,程序计数器用于记录当前线程执行的位置,从而当线程被切换回来的时候能够知道该线程上次运行到哪儿了。
⚠️ 注意 :程序计数器是唯一一个不会出现 OutOfMemoryError 的内存区域,它的生命周期随着线程的创建而创建,随着线程的结束而死亡。
Java 虚拟机栈
Java 虚拟机栈(后文简称栈)也是线程私有的,它的生命周期和线程相同,随着线程的创建而创建,随着线程的死亡而死亡。
方法调用的数据需要通过栈进行传递,每一次方法调用都会有一个对应的栈帧被压入栈中,每一个方法调用结束后,都会有一个栈帧被弹出。
栈由一个个栈帧组成,而每个栈帧中都拥有:局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址。 和数据结构上的栈类似,两者都是先进后出的数据结构,只支持出栈和入栈两种操作。
局部变量表 主要存放了编译期可知的各种数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference 类型,它不同于对象本身,可能是一个指向对象起始地址的引用指针,也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置)。
操作数栈 主要作为方法调用的中转站使用,用于存放方法执行过程中产生的中间计算结果。另外,计算过程中产生的临时变量也会放在操作数栈中。
动态链接 主要服务一个方法需要调用其他方法的场景。在 Java 源文件被编译成字节码文件时,所有的变量和方法引用都作为符号引用(Symbilic Reference)保存在 Class 文件的常量池里。当一个方法要调用其他方法,需要将常量池中指向方法的符号引用转化为其在内存地址中的直接引用。动态链接的作用就是为了将符号引用转换为调用方法的直接引用。
简单总结一下程序运行中栈可能会出现两种错误:
StackOverFlowError: 若栈的内存大小不允许动态扩展,那么当线程请求栈的深度超过当前 Java 虚拟机栈的最大深度的时候,就抛出StackOverFlowError错误。OutOfMemoryError: 如果栈的内存大小可以动态扩展, 如果虚拟机在动态扩展栈时无法申请到足够的内存空间,则抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈
和虚拟机栈所发挥的作用非常相似,区别是: 虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法 (也就是字节码)服务,而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。 在 HotSpot 虚拟机中和 Java 虚拟机栈合二为一。
本地方法被执行的时候,在本地方法栈也会创建一个栈帧,用于存放该本地方法的局部变量表、操作数栈、动态链接、出口信息。
方法执行完毕后相应的栈帧也会出栈并释放内存空间,也会出现 StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError 两种错误。
堆
Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块,Java 堆是所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例,几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。
Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此也被称作 GC 堆(Garbage Collected Heap) 。从垃圾回收的角度,由于现在收集器基本都采用分代垃圾收集算法,所以 Java 堆还可以细分为:新生代和老年代;再细致一点有:Eden、Survivor、Old 等空间。进一步划分的目的是更好地回收内存,或者更快地分配内存。
在 JDK 7 版本及 JDK 7 版本之前,堆内存被通常分为下面三部分:
- 新生代内存(Young Generation)
- 老生代(Old Generation)
- 永久代(Permanent Generation)
下图所示的 Eden 区、两个 Survivor 区 S0 和 S1 都属于新生代,中间一层属于老年代,最下面一层属于永久代。
堆这里最容易出现的就是 OutOfMemoryError 错误,并且出现这种错误之后的表现形式还会有几种,比如:
java.lang.OutOfMemoryError: GC Overhead Limit Exceeded: 当 JVM 花太多时间执行垃圾回收并且只能回收很少的堆空间时,就会发生此错误。java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space:假如在创建新的对象时, 堆内存中的空间不足以存放新创建的对象, 就会引发此错误。(和配置的最大堆内存有关,且受制于物理内存大小。最大堆内存可通过-Xmx参数配置,若没有特别配置,将会使用默认值
当虚拟机要使用一个类时,它需要读取并解析 Class 文件获取相关信息,再将信息存入到方法区。方法区会存储已被虚拟机加载的 类信息、字段信息、方法信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
方法区
方法区和永久代以及元空间是什么关系呢? 方法区和永久代以及元空间的关系很像 Java 中接口和类的关系,类实现了接口,这里的类就可以看作是永久代和元空间,接口可以看作是方法区,也就是说永久代以及元空间是 HotSpot 虚拟机对虚拟机规范中方法区的两种实现方式。并且,永久代是 JDK 1.8 之前的方法区实现,JDK 1.8 及以后方法区的实现变成了元空间。
为什么要将永久代 (PermGen) 替换为元空间 (MetaSpace) 呢?
1、整个永久代有一个 JVM 本身设置的固定大小上限,无法进行调整,而元空间使用的是直接内存,受本机可用内存的限制,虽然元空间仍旧可能溢出,但是比原来出现的几率会更小。
当元空间溢出时会得到如下错误:
java.lang.OutOfMemoryError: MetaSpace
你可以使用 -XX:MaxMetaspaceSize 标志设置最大元空间大小,默认值为 unlimited,这意味着它只受系统内存的限制。-XX:MetaspaceSize 调整标志定义元空间的初始大小如果未指定此标志,则 Metaspace 将根据运行时的应用程序需求动态地重新调整大小。
2、元空间里面存放的是类的元数据,这样加载多少类的元数据就不由 MaxPermSize 控制了, 而由系统的实际可用空间来控制,这样能加载的类就更多了。
方法区常用参数有哪些?
JDK 1.8 之前永久代还没被彻底移除的时候通常通过下面这些参数来调节方法区大小。
-XX:PermSize=N //方法区 (永久代) 初始大小
-XX:MaxPermSize=N //方法区 (永久代) 最大大小,超过这个值将会抛出 OutOfMemoryError 异常:java.lang.OutOfMemoryError: PermGen
相对而言,垃圾收集行为在这个区域是比较少出现的,但并非数据进入方法区后就“永久存在”了。
JDK 1.8 的时候,方法区(HotSpot 的永久代)被彻底移除了(JDK1.7 就已经开始了),取而代之是元空间,元空间使用的是直接内存。下面是一些常用参数:
-XX:MetaspaceSize=N //设置 Metaspace 的初始(和最小大小)
-XX:MaxMetaspaceSize=N //设置 Metaspace 的最大大小
与永久代很大的不同就是,如果不指定大小的话,随着更多类的创建,虚拟机会耗尽所有可用的系统内存。
运行时常量池
Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有用于存放编译期生成的各种字面量(Literal)和符号引用(Symbolic Reference)的 常量池表(Constant Pool Table) 。
字面量是源代码中的固定值的表示法,即通过字面我们就能知道其值的含义。字面量包括整数、浮点数和字符串字面量,符号引用包括类符号引用、字段符号引用、方法符号引用和接口方法符号引用。
常量池表会在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。
运行时常量池的功能类似于传统编程语言的符号表,尽管它包含了比典型符号表更广泛的数据。
既然运行时常量池是方法区的一部分,自然受到方法区内存的限制,当常量池无法再申请到内存时会抛出 OutOfMemoryError 错误。
字符串常量池
字符串常量池 是 JVM 为了提升性能和减少内存消耗针对字符串(String 类)专门开辟的一块区域,主要目的是为了避免字符串的重复创建。
JDK 1.8 为什么要将字符串常量池移动到堆中?
主要是因为永久代(方法区实现)的 GC 回收效率太低,只有在整堆收集 (Full GC)的时候才会被执行 GC。Java 程序中通常会有大量的被创建的字符串等待回收,将字符串常量池放到堆中,能够更高效及时地回收字符串内存。
直接内存
JDK1.4 中新加入的 NIO(New Input/Output) 类,引入了一种基于通道(Channel)与缓存区(Buffer)的 I/O 方式,它可以直接使用 Native 函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在 Java 堆中的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作。这样就能在一些场景中显著提高性能,因为避免了在 Java 堆和 Native 堆之间来回复制数据。
本机直接内存的分配不会受到 Java 堆的限制,但是,既然是内存就会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。
类加载过程详解
类的生命周期
一个类的完整生命周期如下:
加载
.calss文件加载进入方法区
类加载过程的第一步,主要完成下面 3 件事情:
- 通过全类名获取定义此类的二进制字节流
- 将字节流所代表的静态存储结构转换为方法区的运行时数据结构
- 在内存中生成一个代表该类的
Class对象,作为方法区这些数据的访问入口
类加载器、双亲委派模型也是非常重要的知识点,这部分内容会在后面的文章中单独介绍到。
加载阶段和连接阶段的部分内容是交叉进行的,加载阶段尚未结束,连接阶段可能就已经开始了
验证
主要就是保证文件的格式正确安全,不会影响jvm。
准备
准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些内存都将在方法区中分配。对于该阶段有以下几点需要注意:
-
这时候进行内存分配的仅包括类变量( Class Variables ,即静态变量,被
static关键字修饰的变量,只与类相关,因此被称为类变量),而不包括实例变量。实例变量会在对象实例化时随着对象一块分配在 Java 堆中。 -
从概念上讲,类变量所使用的内存都应当在 方法区 中进行分配。不过有一点需要注意的是:JDK 7 之前,HotSpot 使用永久代来实现方法区的时候,实现是完全符合这种逻辑概念的。 而在 JDK 7 及之后,HotSpot 已经把原本放在永久代的字符串常量池、静态变量等移动到堆中,这个时候类变量则会随着 Class 对象一起存放在 Java 堆中。
-
这里所设置的初始值"通常情况"下是数据类型默认的零值(如 0、0L、null、false 等),比如我们定义了
public static int value=111,那么 value 变量在准备阶段的初始值就是 0 而不是 111(初始化阶段才会赋值)。特殊情况:比如给 value 变量加上了 final 关键字public static final int value=111,那么准备阶段 value 的值就被赋值为 111。
解析
解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用限定符 7 类符号引用进行。
综上,解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程,也就是得到类或者字段、方法在内存中的指针或者偏移量。
初始化
初始化阶段是执行初始化方法 <clinit> ()方法的过程,是类加载的最后一步,这一步 JVM 才开始真正执行类中定义的 Java 程序代码(字节码)。
对于初始化阶段,虚拟机严格规范了情况下,必须对类进行初始化(只有主动去使用类才会初始化类):
1.当 jvm 执行 new 指令时会初始化类。即当程序创建一个类的实例对象。
- 使用
java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用时如Class.forname("..."),newInstance()等等。如果类没初始化,需要触发其初始化。
卸载
卸载类即该类的 Class 对象被 GC。
卸载类需要满足 3 个要求:
- 该类的所有的实例对象都已被 GC,也就是说堆不存在该类的实例对象。
- 该类没有在其他任何地方被引用
- 该类的类加载器的实例已被 GC
所以,在 JVM 生命周期内,由 jvm 自带的类加载器加载的类是不会被卸载的。但是由我们自定义的类加载器加载的类是可能被卸载的。
类的加载过程已经看完了,那么new 对象的过程是什么样的呢?
对象的创建
tep1:类加载检查
虚拟机遇到一条 new 指令时,首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到这个类的符号引用,并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。如果没有,那必须先执行相应的类加载过程。
Step2:分配内存
在类加载检查通过后,接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需的内存大小在类加载完成后便可确定,为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从 Java 堆中划分出来。
Step3:初始化零值
内存分配完成后,虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值(不包括对象头),这一步操作保证了对象的实例字段在 Java 代码中可以不赋初始值就直接使用,程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。
Step4:设置对象头
初始化零值完成之后,虚拟机要对对象进行必要的设置,例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的 GC 分代年龄等信息。 这些信息存放在对象头中。 另外,根据虚拟机当前运行状态的不同,如是否启用偏向锁等,对象头会有不同的设置方式。
tep5:执行 init 方法
在上面工作都完成之后,从虚拟机的视角来看,一个新的对象已经产生了,但从 Java 程序的视角来看,对象创建才刚开始,<init> 方法还没有执行,所有的字段都还为零。所以一般来说,执行 new 指令之后会接着执行 <init> 方法,把对象按照程序员的意愿进行初始化,这样一个真正可用的对象才算完全产生出来。