JVM原理-jvm相关问题,相同问题不同理解

jvm是什么?先来解释一下这个问题:

JVM是Java Virtual Machine它是整个java实现跨平台的最核心的部分,所有的Java程序会首先被编译为.class的类文件,这种类文件可以在虚拟机上执行,也就是说class并不直接与机器的操作系统相对应,而是经过虚拟机间接与操作系统交互,由虚拟机将程序解释给本地系统执行。

JVM是Java平台的基础,和实际的机器一样,它也有自己的指令集,并且在运行时操作不同的内存区域。JVM通过抽象操作系统和CPU结构,提供了一种与平台无关的代码执行方法,即与特殊的实现方法、主机硬件、主机操作系统无关。JVM的主要工作是解释自己的指令集(即字节码)到CPU的指令集或对应的系统调用,保护用户免被恶意程序骚扰。JVM对上层的Java源文件是不关心的,它关注的只是由源文件生成的类文件(.class文件)。

JVM栈

JVM栈是线程私有的,每个线程创建的同时都会创建JVM栈,JVM栈中存放的为当前线程中局部基本类型的变量(java中定义的八种基本类型:boolean、char、byte、short、int、long、float、double)、部分的返回结果以及Stack Frame,非基本类型的对象在JVM栈上仅存放一个指向堆上的地址。

在Windows下, 栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是固定的(是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

堆(Heap)

它是JVM用来存储对象实例以及数组值的区域,可以认为Java中所有通过new创建的对象的内存都在此分配,Heap中的对象的内存需要等待GC进行回收。

(1) 堆是JVM中所有线程共享的,因此在其上进行对象内存的分配均需要进行加锁,这也导致了new对象的开销是比较大的

(2) Sun Hotspot JVM为了提升对象内存分配的效率,对于所创建的线程都会分配一块独立的空间TLAB(Thread Local Allocation Buffer),其大小由JVM根据运行的情况计算而得,在TLAB上分配对象时不需要加锁,因此JVM在给线程的对象分配内存时会尽量的在TLAB上分配,在这种情况下JVM中分配对象内存的性能和C基本是一样高效的,但如果对象过大的话则仍然是直接使用堆空间分配

(3) TLAB仅作用于新生代的Eden Space,因此在编写Java程序时,通常多个小的对象比大的对象分配起来更加高效。

(4) 所有新创建的Object 都将会存储在新生代Yong Generation中。如果Young Generation的数据在一次或多次GC后存活下来,那么将被转移到OldGeneration。新的Object总是创建在Eden Space。

JVM垃圾回收

GC (Garbage Collection)的基本原理:将内存中不再被使用的对象进行回收,GC中用于回收的方法称为收集器,由于GC需要消耗一些资源和时间,Java在对对象的生命周期特征进行分析后,按照新生代、旧生代的方式来对对象进行收集,以尽可能的缩短GC对应用造成的暂停

(1)对新生代的对象的收集称为minor GC;

(2)对旧生代的对象的收集称为Full GC;

(3)程序中主动调用System.gc()强制执行的GC为Full GC。

不同的对象引用类型, GC会采用不同的方法进行回收,JVM对象的引用分为了四种类型:

(1)强引用:默认情况下,对象采用的均为强引用(这个对象的实例没有其他对象引用,GC时才会被回收)

(2)软引用:软引用是Java中提供的一种比较适合于缓存场景的应用(只有在内存不够用的情况下才会被GC)

(3)弱引用:在GC时一定会被GC回收

(4)虚引用:由于虚引用只是用来得知对象是否被GC

内存泄漏与溢出的区别:

1) 内存泄漏是指分配出去的内存无法回收了。

2) 内存溢出是指程序要求的内存,超出了系统所能分配的范围,从而发生溢出。比如用byte类型的变量存储10000这个数据,就属于内存溢出。

3) 内存溢出是提供的内存不够;内存泄漏是无法再提供内存资源。

何时产生内存泄漏:

1) 静态集合类:

在使用Set、Vector、HashMap等集合类的时候需要特别注意,有可能会发生内存泄漏。当这些集合被定义成静态的时候,由于它们的生命周期跟应用程序一样长,这时候,就有可能会发生内存泄漏。

2) 监听器:

在Java中,我们经常会使用到监听器,如对某个控件添加单击监听器addOnClickListener(),但往往释放对象的时候会忘记删除监听器,这就有可能造成内存泄漏。好的方法就是,在释放对象的时候,应该记住释放所有监听器,这就能避免了因为监听器而导致的内存泄漏。

3) 各种连接:

Java中的连接包括数据库连接、网络连接和io连接,如果没有显式调用其close()方法,是不会自动关闭的,这些连接就不能被GC回收而导致内存泄漏。一般情况下,在try代码块里创建连接,在finally里释放连接,就能够避免此类内存泄漏。

4) 外部模块的引用:

调用外部模块的时候,也应该注意防止内存泄漏。如模块A调用了外部模块B的一个方法,如:public void register(Object o)。这个方法有可能就使得A模块持有传入对象的引用,这时候需要查看B模块是否提供了去除引用的方法,如unregister()。这种情况容易忽略,而且发生了内存泄漏的话,比较难察觉,应该在编写代码过程中就应该注意此类问题。

5) 单例模式:

使用单例模式的时候也有可能导致内存泄漏。因为单例对象初始化后将在JVM的整个生命周期内存在,如果它持有一个外部对象(生命周期比较短)的引用,那么这个外部对象就不能被回收,而导致内存泄漏。如果这个外部对象还持有其它对象的引用,那么内存泄漏会更严重,因此需要特别注意此类情况。这种情况就需要考虑下单例模式的设计会不会有问题,应该怎样保证不会产生内存泄漏问题。

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転載: blog.csdn.net/LSFZ88888/article/details/120241795