JVM组成

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Java源代码编译成Java Class文件后通过类加载器ClassLoader加载到JVM中
- 类存放在方法区中
- 类创建的对象存放在堆中
- 堆中对象的调用方法时会使用到虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器
- 方法执行时每行代码由解释器逐行执行
- 热点代码由JIT编译器即时编译
- 垃圾回收机制回收堆中资源
- 和操作系统打交道需要调用本地方法接口

JVM内存结构

程序计数器（通过移位寄存器实现）
- 程序计数器是线程私有的，每个线程单独持有一个程序计数器
- 程序计数器不会内存溢出
虚拟机栈
- 栈：线程运行需要的内存空间
- 栈帧：每一个方法运行需要的内存（包括参数，局部变量，返回地址等信息）
- 每个线程只有一个活动栈帧（栈顶的栈帧），对应着正在执行的代码
- 常见问题解析
  - 垃圾回收是否涉及栈内存：不涉及，垃圾回收只涉及堆内存
  - 栈内存分配越大越好吗：内存一定时，栈内存越大，线程数就越少，所以不应该过大
  - 方法内的局部变量是否是线程安全的：
    - 普通局部变量是安全的
    - 静态的局部变量是不安全的
    - 对象类型的局部变量被返回了是不安全的
    - 基本数据类型局部变量被返回时安全的
    - 参数传入对象类型变量是不安全的
    - 参数传入基本数据类型变量时安全的
- 栈内存溢出（StackOverflowError）
  
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  - 栈帧过多
    - 如递归调用没有正确设置结束条件
  - 栈帧过大
    - json数据转换对象嵌套对象（用户类有部门类属性，部门类由用户类属性）
  - 线程运行诊断
    - CPU占用过高（定位问题）
      - ‘top’命令获取进程编号，查找占用高的进程
      - ‘ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 进程号’ 命令获取线程的进程id，线程id，cpu占用
      - 将查看到的占用高的线程的线程号转化成16进制的数：如6626->19E2
      - ‘ jstack 进程id ’获取进程栈信息, 查找‘nid=0X19E2’的线程
      - 问题线程的最开始‘#数字’表示出现问题的行数，回到代码查看
    - 程序运行很长时间没有结果（死锁问题）
      - ‘ jstack 进程id ’获取进程栈信息
      - 查看最后20行左右有无‘Fount one Java-level deadlock’
      - 查看下面的死锁的详细信息描述和问题定位
      - 回到代码中定位代码进行解决
本地方法栈
- 本地方法栈为虚拟机使用到的 Native 方法服务
- Native 方法是 Java 通过 JNI 直接调用本地 C/C++ 库，可以认为是 Native 方法相当于 C/C++ 暴露给 Java 的一个接口
- 如notify，hashcode，wait等都是native方法
堆
- 通过new关键字创建的对象都会使用堆内存
- 堆是线程共享的
- 堆中有垃圾回收机制
- 堆内存溢出（OutOfMemoryError）
  - 死循环创建对象
- 堆内存诊断
  - 命令行方式
    - ‘jps’获取运行进程号
    - ‘jmap -heap 进程号’查看当前时刻的堆内存信息
  - jconsole
    - 命令行输入jconsole打开可视化的界面连接上进程
    - 可视化的检测连续的堆内存信息
  - jvisualvm
    - 命令行输入jvisualvm打开可视化界面选择进程
    - 可视化的查看堆内存信息
方法区
- 方法区只是一种概念上的规范，具体的实现各种虚拟机和不同版本不相同
  - HotSpot1.6 使用永久代作为方法区的实现
  - HotSpot1.8使用本地内存的元空间作为方法区的实现（但StringTable还是放在堆中）
StringTable特性
- 常量池中的字符串仅是字符，第一次使用时才变为对象
- 利用串池机制，避免重复创建字符串
- 字符串常量拼接原理是StringBuilder（1.8）
- 字符串常量拼接原理是编译器优化
- StringTable在1.6中存放在永久代，在1.8中存放在堆空间
- intern方法主动将串池中没有的字符串对象放入串池
  - 1.8中：尝试放入串池，如果有就不放入，只返回一个引用；如果没有就放入串池，同时返回常量池中对象引用
  - 1.6中：尝试放入串池，如果有就不放入，只返回一个引用；如果没有就复制一个放进去（本身不放入），同时返回常量池中的对象引用
字符串常量池分析（1.8环境）

String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s3 = "a"+"b";
String s4 = s1+s2;
String s5 = "ab";
String s6 = s4.intern();


System.out.println(s3==s4);// s3在常量池中，s4在堆上（intern尝试s4放入常量池，因为ab存在了就拒绝放入返回ab引用给s6，s4还是堆上的）
System.out.println(s3==s5);// s3在常量池中，s4也在常量池中（字符串编译期优化）
System.out.println(s3==s6);// s3在常量池中，s6是s4的intern返回常量池中ab的引用，所以也在常量池中


String x2 = new String("c")+new String("d");
String x1 = "cd";
x2.intern();

System.out.println(x1==x2);//x2调用intern尝试放入常量池，但常量池中已经有cd了，所以只是返回一个cd的引用，而x2还是堆上的引用

JVM学习笔记之JVM内存结构

JVM组成

JVM内存结构

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