最も単純なJVMメモリ構造図

JVMメモリ構造図

みなさん、こんにちは。数日間更新していません。今日の内容は少し多すぎます。JVMの内部構造図を詳しく紹介しましょう。以前と同じです。ケースが最初です。誰もが理解できるように、覚えておいてください。

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 * @author：jiaolian
 * @date：2021-03-1021：28に作成
 * @description：helloworld testjvmメモリ領域
 * @によって変更：
 *公式アカウント：電話
 * /
パブリッククラスHelloWorldTest {

    public static void main（String [] args）{
        //新しいHelloWorldTestオブジェクトを作成します;
        HelloWorldTest helloWorldTest = new HelloWorldTest（）;
        // sayHelloを呼び出す2つのスレッドを作成します
        for（int i = 0; i <2; i ++）{
            new Thread（（）-> helloWorldTest.sayHello（ "world"））。start（）;
        }
    }

    / **
     *誰かに挨拶する
     * @param who
     * /
    public void sayHello（String who）{
        System.out.println（Thread.currentThread（）。getName（）+ "hello！" + who）;
    }
}

上記のコード：メインスレッドのforループに2つの新しいスレッドを作成して、sayHelloを呼び出し、最後の2つのスレッドはそれぞれhello to the world！このコードは理解しやすいので、出力結果は投稿されません。このコードを作成して実行しました。主に、このコードがJVMでどのように機能するかを確認します。

まず、HelloWorldTest.Javaファイルを作成します。このファイルは、javacのコンパイル後にバイトコードHelloWorldTest.classに変換されます。なぜバイトコードに変換する必要があるのですか？Java仮想マシンがそれを認識できるからです！最後に、バイトコードはクラスロードサブシステムClassLoaderによってメモリにロードされます。メモリの各ブロックには独自の役割があり、最後に実行エンジンがバイトコードを実行します。以下では、メモリの各ブロックが果たす役割に焦点を当てます。

メソッドエリア

メソッド領域には、主に、クラスメタデータ、定数プール、メソッド情報、クラス変数などの静的情報が含まれています。上記のコードHelloWorldTest.classはクラスメタデータであり、sayHello、mainはメソッド情報などがメソッド領域に格納されます。メソッド領域には、次の2つの注意点もあります。

メソッド領域が大きすぎて設定を超えると、OutOfMemoryError：PermGenスペースエラーが報告されます。gclibツールは、エラーをテストするためのクラスを動的に生成できます。
JDK1.7より前は、メソッド領域は永続生成と呼ばれ、1.8以降はメタスペースと呼ばれていました。その理由は、管理プレッシャーを解放するために、JDK1.8が実行時定数プールを管理用のヒープに引き渡したためです。

ヒープ

ヒープは主にインスタンスオブジェクトを格納します。このように理解すると、キーワードnewが付いたオブジェクトが表示されている限り、データはヒープに格納されます。上記のコードはHelloWorldTestです。helloWorldTest= new HelloWorldTest（）; helloWorldTestは、新しいHelloWorldTestオブジェクトインスタンスを指すHelloWorldTestオブジェクトへの参照です。helloWorldTest参照は、ローカル変数（ローカル変数（で宣言されたオブジェクトタイプ）とも呼ばれるスタックに配置されます。メソッドまたは通常のタイプ）、次のヒープ、スタック、およびメソッド領域の関係を示すために絵を描くだけです。JVMがHelloWorldTestを実行すると、helloWorldTest = new HelloWorldTest（）;この文では、JVMのメモリ構造は次のようになります。オブジェクトへの参照が消えた場合、オブジェクトはGCによってリサイクルされます。

ヒープメモリでは、メモリを若い世代と古い世代の2つの領域に分割する必要があります。以下に示すように。

新生代：ヒープメモリでは、新生代は3つの部分に分割されます。エデン（エデンは新しいオブジェクトに対応する新しい生命を作成します）、から、これらの3つのメモリ領域は新生代に属し、デフォルトの比率は8：1です。：1、新しいオブジェクトはそれぞれ最初にedenに格納されます。edenエリアのメモリがいっぱいになると、モニターgcがトリガーされてエリアが再利用され、再利用されていないオブジェクトはfromまたはto、from、に配置されます。そのうちの1つが空で便利なメモリへオブジェクトはメモリ内で並べ替えられ、マークされます。オブジェクトが収集され、移動されたり移動されたりするたびに、再生されていないオブジェクトの年齢も1ずつ増加します。年齢（デフォルトは15歳）、それは古い年齢に入ります。
旧年齢：老齢がいっぱいになって、完全なGCの回復がトリガされるシステムが大きすぎると、フルGCが回復することはできませんプログラムはのように表示されます。。java.lang.OutOfMemoryErrorを：Javaのヒープ領域を我々-Xmx32mなどのJVMパラメータを設定できます。最大ヒープメモリを32Mに設定します。

ヒープを分割する理由は、JVMがガベージコレクションを自動的に処理できるようにするためです。ヒープメモリは、GCによって収集される主要な領域です。

スタック

スタックメモリスペースは、ヒープスペースに比べて比較的小さく、スレッド専用です。スタックは主に、ファーストインとラストアウトのスタックフレームです。スタックフレームは、メソッドには、ローカル変数、メソッドパラメータ、およびメソッドが含まれます。エクスポート、定数ポインタへのアクセス、および例外情報テーブル。例外情報テーブルと定数ポインタ情報は、メソッド本体に表示されない場合がありますが、逆コンパイルされたものに反映できます。Jclasslibツールクラスを介してクラスファイルを作成し、例外情報テーブルを処理できます。プログラムがエラーを実行すると、実行する特定のコード行にジャンプし、JVMが例外テーブルを介してフィードバックされます。例と図を組み合わせて詳細に分析します。プログラムの実行中は、次の図に示すように、JVMのスタックが表示される場合があります。

スレッドは複数のスタックフレームに対応する場合があります。次の図に示すように、スタックフレームは上から下に、最初から最後に押し込まれ、メソッドAでメソッドBを呼び出し、メソッドBでメソッドCを呼び出し、メソッドでメソッドを呼び出します。 C D、メインスレッドはスタックフレームのスタック状況に対応し、スタックシーケンスはD-> C- > B- > Aであり、最終プログラムは終了します。注：オペランドスタックは、ローカル変数計算の中間結果を格納することを意味します。たとえば、int x = 1はメソッドAで定義され、ローカル変数は、JVMでの後続の計算のためにオペランドスタックに配置されます。スタックにもスペースサイズがあります。スタックが大きすぎてスタックの深さを超えると、同様のエラーが報告されます。java.lang.OutOfMemoryError：Javaスタックスペース。最も一般的な例は再帰です。デモテストの再帰的な例を作成しますか？

プログラムカウンター

プログラムカウンタもスレッド専用です。プログラムのマルチスレッド実行は、CPU割り当てタイムスライスの実行に依存します。簡単な図を描いて、マルチスレッドがCPUタイムスライスをどのように使用するかを確認します。次の図に示すように、スレッド0とスレッド1はcpuタイムスライスを割り当ててプログラムを交互に実行します。スレッド0が最初にタイムスライスを取得すると仮定すると、CPUはタイムスライスが使い果たされた後、再びスレッド1にタイムスライスを割り当てます。スレッド1が実行された後、これはタイムスライスがスレッド0に戻って実行されるとき、問題は、スレッド0が最後にどこで実行されたかということです。コードは何行ありますか？そのコード行は実行されましたか？このとき、プログラムカウンタが遊びに来て、プログラムカウンタはセーブの実行シーン操作の次の再開を促進する、スレッドを。これが、プログラムカウンタがスレッド専用である理由です。

ネイティブメソッドスタック

ネイティブメソッドスタックはあまり導入されません。スタック構造と同様に、独立した領域ですが、ネイティブメソッドに対応します。

ダイレクトメモリ

直接メモリは、JVMメモリ以外のメモリから独立しており、NIOインターフェイスと直接対話できます。NIOインターフェイスはメモリを頻繁に操作します。JVM管理に配置すると、間違いなくJVMのオーバーヘッドが増加します。したがって、この部分は個別に提案されます。データはメモリによって直接操作されます。JVMと比較すると、高速であり、プログラムのパフォーマンスが明らかに向上します。

メモリ割り当てパフォーマンスの最適化-エスケープ分析

その前に、キーワードnewが表示されている限り、オブジェクトはヒープに割り当てられている必要があると述べました。ケースを見てみましょう。

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 * @author：jiaolian
 * @date：2021-03-1016：10に作成
 * @description：エスケープ分析テスト
 * @によって変更：
 *公式アカウント：電話
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パブリッククラスEscapeTest {

    //プライベート静的オブジェクトオブジェクト;
    public static void alloc（）{
        //オブジェクトは、エスケープオブジェクトではなく、サイズが16kに相当します
        // object = new Object（）;
        オブジェクトobject = new Object（）;
    }

    public static void main（String [] args）throws InterruptedException {
        // 10億倍のメモリ
        long begin = System.currentTimeMillis（）;
        for（int i = 0; i <10000000; i ++）{
            alloc（）;
        }
        long end = System.currentTimeMillis（）;
        System.out.println（ "time：" +（end-begin））;
    }
}

上記のコードのように、メイン関数の新しいオブジェクトに対してforループを1億回使用します。オブジェクトは16kです。GBデータがあると概算されます。このとき、JVMパラメーター-XXを手動で構成します。：+ PrintGC -Xmx10M -XX：+ DoEscapeAnalysis; GC情報を出力するように設定すると、デフォルトの最大ヒープメモリは10Mになります。

-XX：+ PrintGC。コンソールがGC情報を出力することを示します。
-Xmx10M。最大ヒープメモリを10Mに設定します。
-XX：+ DoEscapeAnalysis。エスケープ分析を有効にします（デフォルトで有効になっています）。

プログラムを実行すると、印刷結果を下図のように表示します。合計3つのGCが実行されましたが、質問があるかもしれません。10MのヒープメモリはGBデータの影響に対応する必要がありますが、なぜN GCが必要なのですか、なぜ3つのGCしか必要ないのですか？-XX場合：- DoEscapeAnalysis近いエスケープ分析、GCは何千回も発生する可能性があります。実行時間も3ミリ秒から1000ミリ秒以上に増加しました。これは、非エスケープオブジェクトが新しく構築されたヒープ上に構築されているのではなく、スタック上に構築されていることを示しています。そうすることの利点：プログラムGCの実行回数と実行時間の観点から、プログラム操作の効率が向上します。

原因分析：

上記のケースコードのalloc（）メソッドを確認します。メソッド内のObject object = new Object（）;オブジェクトはローカル変数です。新しい作成が行われるたびに、次のサイクルで作成されます。最後に作成されたオブジェクトがポップされます。スタックから外れ、参照されているオブジェクト。指定されたオブジェクトは無効になり、無効なオブジェクトはGCによって再利用されます。エスケープ分析をオンにすると、new Object（）によって作成されたオブジェクトはヒープに割り当てられませんが、スタックに配置されます。これは、JVMがエスケープ分析を通じてメモリを最適化する方法です。それについて考えると、プライベート静的オブジェクトオブジェクト;コメントを手放した場合、オブジェクトは引き続き非エスケープオブジェクトになりますか？

注：エスケープオブジェクトはスタックにスペースを割り当てることができません！

これまでに、エスケープ分析をより明確に理解する必要があると思います。

総括する

さて、私は書くのに少しうんざりしています。私は不完全で、まだ修正が必要なことがたくさんあります。修正してコメントしていただければ幸いです。よろしければ、気に入って注意してください。注意点、迷子にならないでください、私は[練習と呼ばれる]公開番号であり、練習中にマイクロシグナル[jiaolian123abc]が彼らに話しました。