jvm学习笔记

学习视频：https://www.bilibili.com/video/BV1iJ411d7jS?p=4&spm_id_from=pageDriver

1.JVM的位置

 

 2.JVM体系结构

 

 3.双亲委派机制

A、说明：
当某个类加载器需要加载某个.class文件时，它首先把这个任务委托给他的上级类加载器，递归这个操作，如果上级的类加载器没有加载，自己才会去加载这个类。
B、作用：
1、防止重复加载同一个.class。通过委托去向上面问一问，加载过了，就不用再加载一遍。保证数据安全。
2、保证核心.class不能被篡改。通过委托方式，不会去篡改核心.class，即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同一个.class对象了。不同的加载器加载同一个.class也不是同一个Class对象。这样保证了Class执行安全。
C、流程图（理解，向上委托，向下加载）

D、类加载器类别：（由上至下）
BootstrapClassLoader（启动类加载器）-> ExtClassLoader （标准扩展类加载器）-> AppClassLoader（系统类加载器）-> CustomClassLoader（用户自定义类加载器）

 

 4.沙箱安全机制

Java安全模型的核心就是Java沙箱（sandbox），什么是沙箱？沙箱是一个限制程序运行的环境。沙箱机制就是将 Java 代码限定在虚拟机(JVM)特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问，通过这样的措施来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。沙箱主要限制系统资源访问，那系统资源包括什么？——CPU、内存、文件系统、网络。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也可以不一样。

所有的Java程序运行都可以指定沙箱，可以定制安全策略。

 5.native关键字（主要用于方法上）

 1、一个native方法就是一个Java调用非Java代码的接口。一个native方法是指该方法的实现由非Java语言实现，比如用C或C++实现。
2、在定义一个native方法时，并不提供实现体（比较像定义一个Java Interface），因为其实现体是由非Java语言在外面实现的
主要是因为JAVA无法对操作系统底层进行操作，但是可以通过JNI(java native interface java本地方法接口)调用其他语言来实现底层的访问。
举例：Thread类中的start() 方法中调用一个start0()的native方法。

6.方法区

1.放了些什么：每个类的结构信息（字段、方法数据、普通方法、构造方法），运行时常量池，静态变量内容。（这是规范，不同虚拟机的实现是不同的 最典型的就是永久代PermGen space和元空间Metaspace）
实例变量在堆内存中，和方法区无关。
2.绝对不是用来放方法的
3.这块区域所有线程共享，存在垃圾回收。

7.栈

栈：先进后出，后进先出
队列：先进先出（FIFO：First input First Output）

喝多了吐就是栈，吃多了拉就是队列
为什么main()先执行，最后结束

每个线程都有自己的栈，栈中的数据都是以栈帧的格式存在；在这个线程上正在执行的每一个方法都各自对应一个栈帧；栈帧是一个内存区块，是一个数据集维系着方法执行过程中的各种数据信息

栈：8大基本类型+对象引用+实例的方法（）

栈是运行时的单位，Java 虚拟机栈，线程私有，生命周期和线程一致。描述的是 Java 方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行结束，就对应着一个栈帧从虚拟机栈中入栈到出栈的过程。（方法头开始入栈，结束出栈，方法里面调用别的方法 新的方法就会把旧的压在底下，最上面永远是正在执行的方法，也对应先入后出。）

局部变量表：存放了编译期可知的各种基本类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference 类型)和 returnAddress 类型(指向了一条字节码指令的地址)

8.堆

Heap，一个jvm只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的
类加载器读取了类文件后，一般会把类、方法、常量、变量，保存我们所有引用类型的真实对象。
（下图为jdk8之前的，jdk8以后永久存储区的名字改为“元空间”）

 

永久区：这个区域常驻内存的。用来存放JDK自身携带的class对象，interface元数据，储存的是java运行时的一些环境或类信息，这个区域不存在垃圾回收，关闭VM虚拟机就会释放这个区域的内存

Jdk1.6之前：永久代，常量池在方法区
Jdk1.7：永久代，慢慢退化，去永久代，常量池在堆中
Jdk1.8之后：无永久代，常量池在元空间

什么时候出现永久区满
一个启动类，加载了大量的第三方jar包，tomcat部署了太多的应用，大量动态生成的反射类，不断的被加载，直到内存满，就会出现OOM

堆结构

 

 

发生OOM内存溢出，解决方法
A、 尝试扩大堆内存看结果
B、 分析内存，看一下哪个地方出现问题（专业工具）

1、内存溢出：（Out Of Memory—-OOM）
系统已经不能再分配出你所需要的空间，比如系统现在只有1G的空间，但是你偏偏要2个G空间，这就叫内存溢出
例子：一个盘子用尽各种方法只能装4个果子，你装了5个，结果掉倒地上不能吃了。这就是溢出。比方说栈，栈满时再做进栈必定产生空间溢出，叫上溢，栈空时再做退栈也产生空间溢出，称为下溢。就是分配的内存不足以放下数据项序列,称为内存溢出。说白了就是我承受不了那么多，那就报错。

2、内存泄漏： (Memory Leak)
强引用所指向的对象不会被回收，可能导致内存泄漏，虚拟机宁愿抛出OOM也不会去回收他指向的对象，意思就是你用资源的时候为他开辟了一段空间，当你用完时忘记释放资源了，这时内存还被占用着，一次没关系，但是内存泄漏次数多了就会导致内存溢出

3、JProfiler工具分析OOM原因：
分析Dump内存文件，快速定位内存泄漏
获得堆中的数据
获得大的对象

 

 

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError配置jvm参数，获取Heap Dump文件，用于分析结果

4、jvm调优
对JVM内存的系统级的调优主要的目的是减少GC的频率和Full GC的次数。

JVM性能调优方法和步骤：
1.监控GC的状态；
2.生成堆的dump文件；
3.分析dump文件；
4.分析结果，判断是否需要优化；
5.调整GC类型和内存分配；
6.不断的分析和调整

## 一、 JVM位置  ## 二、 JVM体系结构  ## 三、.双亲委派机制 **A、说明：** 当某个类加载器需要加载某个.class文件时，它首先把这个任务委托给他的上级类加载器，递归这个操作，如果上级的类加载器没有加载，自己才会去加载这个类。 **B、作用：** 1、防止重复加载同一个.class。通过委托去向上面问一问，加载过了，就不用再加载一遍。保证数据安全。 2、保证核心.class不能被篡改。通过委托方式，不会去篡改核心.class，即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同一个.class对象了。不同的加载器加载同一个.class也不是同一个Class对象。这样保证了Class执行安全。 **C、流程图（理解，向上委托，向下加载）**  **D、类加载器类别：（由上至下）** BootstrapClassLoader（启动类加载器）-> ExtClassLoader （标准扩展类加载器）-> AppClassLoader（系统类加载器）-> CustomClassLoader（用户自定义类加载器） ## 三、 沙箱安全机制： Java安全模型的核心就是Java沙箱（sandbox），什么是沙箱？沙箱是一个限制程序运行的环境。沙箱机制就是将 Java 代码限定在虚拟机(JVM)特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问，通过这样的措施来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。沙箱主要限制系统资源访问，那系统资源包括什么？——CPU、内存、文件系统、网络。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也可以不一样。 所有的Java程序运行都可以指定沙箱，可以定制安全策略。 ## 四、 native关键字（主要用于方法上） 1、一个native方法就是一个Java调用非Java代码的接口。一个native方法是指该方法的实现由非Java语言实现，比如用C或C++实现。 2、在定义一个native方法时，并不提供实现体（比较像定义一个Java Interface），因为其实现体是由非Java语言在外面实现的 主要是因为JAVA无法对操作系统底层进行操作，但是可以通过JNI(java native interface java本地方法接口)调用其他语言来实现底层的访问。 举例：Thread类中的start() 方法中调用一个start0()的native方法。 ## 五、 方法区 1.放了些什么：每个类的结构信息（字段、方法数据、普通方法、构造方法），运行时常量池，静态变量内容。（这是规范，不同虚拟机的实现是不同的 最典型的就是永久代PermGen space和元空间Metaspace） 实例变量在堆内存中，和方法区无关。 2.绝对不是用来放方法的 3.这块区域所有线程共享，存在垃圾回收。 ## 六、 栈 栈：先进后出，后进先出 队列：先进先出（FIFO：First input First Output） 喝多了吐就是栈，吃多了拉就是队列 为什么main()先执行，最后结束 每个线程都有自己的栈，栈中的数据都是以栈帧的格式存在；在这个线程上正在执行的每一个方法都各自对应一个栈帧；栈帧是一个内存区块，是一个数据集维系着方法执行过程中的各种数据信息 栈：8大基本类型+对象引用+实例的方法（） 栈是运行时的单位，Java 虚拟机栈，线程私有，生命周期和线程一致。描述的是 Java 方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行结束，就对应着一个栈帧从虚拟机栈中入栈到出栈的过程。（方法头开始入栈，结束出栈，方法里面调用别的方法 新的方法就会把旧的压在底下，最上面永远是正在执行的方法，也对应先入后出。） 局部变量表：存放了编译期可知的各种基本类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference 类型)和 returnAddress 类型(指向了一条字节码指令的地址) ## 七、 堆 Heap，一个jvm只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的 类加载器读取了类文件后，一般会把类、方法、常量、变量，保存我们所有引用类型的真实对象。 （下图为jdk8之前的，jdk8以后永久存储区的名字改为“元空间”）  永久区：这个区域常驻内存的。用来存放JDK自身携带的class对象，interface元数据，储存的是java运行时的一些环境或类信息，这个区域不存在垃圾回收，关闭VM虚拟机就会释放这个区域的内存 Jdk1.6之前：永久代，常量池在方法区 Jdk1.7：永久代，慢慢退化，去永久代，常量池在堆中 Jdk1.8之后：无永久代，常量池在元空间 什么时候出现永久区满 一个启动类，加载了大量的第三方jar包，tomcat部署了太多的应用，大量动态生成的反射类，不断的被加载，直到内存满，就会出现OOM 堆结构  **发生OOM内存溢出，解决方法** A、 尝试扩大堆内存看结果 B、 分析内存，看一下哪个地方出现问题（专业工具） **1、内存溢出：（Out Of Memory---OOM）** 系统已经不能再分配出你所需要的空间，比如系统现在只有1G的空间，但是你偏偏要2个G空间，这就叫内存溢出 例子：一个盘子用尽各种方法只能装4个果子，你装了5个，结果掉倒地上不能吃了。这就是溢出。比方说栈，栈满时再做进栈必定产生空间溢出，叫上溢，栈空时再做退栈也产生空间溢出，称为下溢。就是分配的内存不足以放下数据项序列,称为内存溢出。说白了就是我承受不了那么多，那就报错。 **2、内存泄漏： (Memory Leak)** 强引用所指向的对象不会被回收，可能导致内存泄漏，虚拟机宁愿抛出OOM也不会去回收他指向的对象，意思就是你用资源的时候为他开辟了一段空间，当你用完时忘记释放资源了，这时内存还被占用着，一次没关系，但是内存泄漏次数多了就会导致内存溢出 **3、JProfiler工具分析OOM原因：** 分析Dump内存文件，快速定位内存泄漏 获得堆中的数据 获得大的对象   -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError配置jvm参数，获取Heap Dump文件，用于分析结果 **4、jvm调优** 对JVM内存的系统级的调优主要的目的是减少GC的频率和Full GC的次数。 JVM性能调优方法和步骤： 1.监控GC的状态； 2.生成堆的dump文件； 3.分析dump文件； 4.分析结果，判断是否需要优化； 5.调整GC类型和内存分配； 6.不断的分析和调整