5.1 Native方法
编写线程启动类
package cn.guardwhy.jvm_02;
public class ThreadDemo {
public static void main(String[] args) {
new Thread(()->{
}, "Curry").start();
}
}
查看start方法源码
public synchronized void start() {
/**
* This method is not invoked for the main method thread or "system"
* group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
* to this method in the future may have to also be added to the VM.
*
* A zero status value corresponds to state "NEW".
*/
if (threadStatus != 0)
throw new IllegalThreadStateException();
/* Notify the group that this thread is about to be started
* so that it can be added to the group's list of threads
* and the group's unstarted count can be decremented.
*/
group.add(this);
boolean started = false;
try {
// 调用了一个start0方法
start0();
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
/* do nothing. If start0 threw a Throwable then
it will be passed up the call stack
*/
}
}
}
private native void start0();
Native方法总结
凡是带了native关键字的，说明 java的作用范围达不到，去调用底层C语言的库！进入本地方法栈(Native Method Stack)，调用本地方法本地接口JNI(Java本地方法接口)。JNI的具体作用，拓展Java的使用，融合不同的编程语言为Java所用。
Java在诞生的时候是C/C++横行的时候，想要立足，必须有调用C、C++的程序，于是就在内存中专门开辟了一块区域处理标记为native的代码，它的具体做法是在 Native Method Stack 中登记native方法，在 ( ExecutionEngine ) 执行引擎执行的时候加载Native Libraies。
5.2 程序计数器
程序计数器：Program Counter Register
每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码(用来存储指向像一条指令的地址，也即将要执行的指令代码)，在执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间。几乎可以忽略不计。
5.3 方法区
方法区是被所有线程共享。所有字段和方法字节码,以及一些特殊的方法，如构造函数，接口代码也在此定义。简单的说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，此区域属于共享空间。它与堆(heap)一样在线程之间共享。
JDK7 之前(永久代)
用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、字符串常量、类静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。每当一个类初次被加载的时候，它的元数据都会被放到永久代中。永久代大小有限制，如果加载的类太多，很可能导致永久代内存溢出，即 java.lang.OutOfMemoryError:PermGen。
JDK8以后
JDK8 彻底将永久代移除出 HotSpot JVM，将其原有的数据迁移至 Java Heap 或 Native Heap（Metaspace），取代它的是另一个内存区域被称为元空间。
元空间（Metaspace）
元空间是方法区的在 HotSpot JVM 中的实现，方法区主要用于存储类信息、常量池、方法数据、方法代码、符号引用等,但是实例变量存在堆内存中，和方法区无关。元空间的本质和永久代类似，都是对 JVM 规范中方法区的实现。元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。
可以通过 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 配置内存大小。
如果Metaspace的空间占用达到了设定的最大值，那么就会触发GC来收集死亡对象和类的加载器。
代码示例
package cn.guardwhy.jvm_02;
public class Test {
// 定义常量
private int age;
private String name = "guardwhy";
public static void main(String[] args) {
Test st = new Test();
st.age = 10;
st.name = "Curry";
}
}
内存分析
5.4 栈（Stack）
栈和队列
栈：后进先出 / 先进后出
队列：先进先出
Stack 栈特点
栈管理程序运行：存储8大基本类型、对象的引用、实例的方法。栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。
思考：为什么main( )先执行，最后结束？
由栈的特点决定的。
1、栈也叫栈内存，主管Java程序的运行，是在线程创建时创建，它的生命期是跟随线程的生命期，线程结束栈内存也就释放。
2、对于栈来说不存在垃圾回收问题，只要线程一旦结束，该栈就结束，生命周期和线程一致，是线程私有的。
3、方法自己调自己就会导致栈溢出（递归死循环测试)。
栈运行原理
遵循 “先进后出” / “后进先出” 的原则。
Java栈的组成元素—栈帧。栈帧是一种用于帮助虚拟机执行方法调用与方法执行的数据结构。栈帧是独立于线程的，每个线程都有自己的栈帧。封装了方法的局部变量表、动态链接信息、方法的返回地址以及操作数栈等信息。第一个方法从调用开始到执行完成，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
栈 + 堆 + 方法区的交互关系
HotSpot是使用指针的方式来访问对象，Java堆中会存放访问类元数据的地址。reference存储的是对象的地址。
5.5 堆（Heap）
jdk1.7 之前
Heap 堆，一个JVM实例只存在一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的，类加载器读取了类文件后，需
要把类、方法，常变量放到堆内存中，保存所有引用类型的真实信息，以方便执行器执行，堆内存分为
三部分：
- 新生区 Young Generation Space Young/New
- 养老区 Tenure generation space Old/Tenure
- 永久区 Permanent Space Perm
堆内存逻辑上分为三部分：新生，养老，永久（元空间 : JDK8 以后名称）
代码示例
package cn.guardwhy.jvm_02;
import java.util.Random;
/*
* OutOfMemoryError
*/
public class Hello {
public static void main(String[] args) {
// 定义字符串变量
String str = "guardwhy Learn English";
while (true){
str += str + new Random().nextInt(666666666) + new Random().nextInt(777777777);
}
}
}
执行结果
GC垃圾回收主要是在新生区和养老区，又分为 轻GC 和 重GC，如果内存不够，或者存在死循环，就会导致 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space。
新生区
新生区是类诞生，成长，消亡的区域，一个类在这里产生，应用，最后被垃圾回收器收集，结束生命。新生区又分为两部分：伊甸区(Eden Space）和幸存者区(Survivor Space），所有的类都是在伊甸区被new出来的，幸存区有两个：0区 和 1区，当伊甸园的空间用完时，程序又需要创建对象，JVM的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收（Minor GC）。将伊甸园中的剩余对象移动到幸存0区，若幸存0区也满了，再对该区进行垃圾回收，然后移动到1区，那如果1区也满了(这里幸存0区和1区是一个互相交替的过程）再移动到养老区，若养老区也满了，那么这个时候将产生MajorGC（Full GC），进行养老区的内存清理，若养老区执行了Full GC后发现依然无法进行对象的保存，就会产生OOM异常“OutOfMemoryError ”。如果出现 java.lang.OutOfMemoryError：java heap space异常，说明Java虚拟机的堆内存不够，原因如下
- Java虚拟机的堆内存设置不够，可以通过参数 -Xms（初始值大小），-Xmx（最大大小）来调整。
- 代码中创建了大量大对象，并且长时间不能被垃圾收集器收集（存在被引用）或者死循环。
HotSpot内存管理
注意: 不同对象的生命周期不同，在Java中98%的对象都是临时对象。
永久区（Perm）
永久存储区(Perm)是一个常驻内存区域，用于存放JDK自身所携带的Class，Interface的元数据，也就是说它存储的是运行环境必须的类信息，被装载进此区域的数据是不会被垃圾回收器回收掉的，关闭JVM才会释放此区域所占用的内存。
如果出现 java.lang.OutOfMemoryError：PermGen space，说明是 Java虚拟机对永久代Perm内存设置不够。一般出现这种情况，都是程序启动需要加载大量的第三方jar包，Tomcat部署了太多的应用。或者大量动态反射生成的类,从而不断被加载，最终导致Perm区被占满，从而出现OOM。
注意：
- Jdk1.6之前： 有永久代，常量池1.6在方法区。
- Jdk1.7： 有永久代，但是已经逐步 “去永久代”，常量池在堆中。
- Jdk1.8及之后：无永久代，常量池1.8在元空间内。
三区结构
方法区(Method Area)和堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储虚拟机加载的：类信息+普通常量+静态常量+编译器编译后的代码，虽然JVM规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分，但它却还有一个别名，叫做Non-Heap（非堆），目的就是要和堆分开。对于HotSpot虚拟机，习惯将方法区称之为 “永久代(Parmanent Gen）”，但严格本质上说两者不同，或者说使用永久代实现方法区而已，永久代是方法区(相当于是一个接口interface)的一个实现，Jdk1.7的版本中，已经将原本放在永久代的字符串常量池移走。常量池（Constant Pool）是方法区的一部分，Class文件除了有类的版本，字段，方法，接口描述信息外，还有一项信息就是常量池，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。