JVM(1) Java内存结构

• 程序计数器

• 虚拟机栈

• 本地方法栈

• 方法区

• 堆
  

作用：记住下一条指令的地址

特点：

• 每个线程都有独立的程序计数器（PC）

• 方便多线程切换时能恢复到正确指令位置

• 线程私有

此虚拟机栈即常说的堆和栈中的栈！

其中压入的栈帧（Frames）是各个方法运行所需内存（参数、局部变量表、返回地址等）

特点：

• 线程私有（变量作用域在方法内是线程安全的）

• 不涉及垃圾回收（方法入栈必出栈！）

• 栈帧方法递归调用过多会导致（StackOverflowError）栈内存溢出

线程诊断：

1、CPU占用过高（top、ps命令）

• 可能发生while（true）{}等代码

• 使用 jstack 进程id 命令，可以定位问题线程代码行

2、程序运行时间过长

• 可能发生线程死锁
• 使用 jstack 进程id 命令，可以定位问题线程代码行

• 非常类似于虚拟机栈
• 其中方法为本地native方法
• 例如：Object类中的wait()、clone()等

存放通过new创建的对象实例

特点：

• 线程共享
• 垃圾回收机制
• 可能Out Of Memory Error堆内存溢出
• xmx扩展堆内存

堆内存诊断工具：

1、jps

2、jmap -heap 进程id

3、jconsole图形界面

4、jvisualvm

案例：程序运行垃圾回收后内存占用依然高

• 使用jvisualvm图形界面查找占用大的类
• 查看是否生存周期异常

存放类信息，常量、静态变量、运行时常量池等数据。

特点：

• 线程共享
• 逻辑上属于堆得一部分，但别名：Non-Heap
• jdk1.6 StringTable 位置是在永久代中，1.8 StringTable 位置是在堆中。
• 方法区的实现（HotSpot虚拟机）：
  • jdk1.8 以前：用永久代（GC分代）实现
  • jdk1.8以后：用元空间（直接内存）实现

常量池：
就是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量信息

运行时常量池：
常量池是 *.class 文件中的，当该类被加载以后，它的常量池信息就会放入运行时常量池，并把里面的符号地址变为真实地址

StringTable

• 常量池中的字符串仅是符号，只有在被用到时才会转化为对象
• 利用串池的机制，来避免重复创建字符串对象
• 字符串变量拼接的原理是StringBuilder
• 字符串常量拼接的原理是编译器优化
• 可以使用intern方法，主动将串池中还没有的字符串对象放入串池中
• 存放位置：
  • jdk1.6 位置是在永久代中（fullgc才能触发垃圾回收）
  • jdk1.8 位置是在堆中（方便垃圾回收）

@Test
    public void test3() {
        String a = "a";
        String b = "b";
        String c = a + b;   // 变量拼接：使用的是StringBuilder的append方法，最后toString方法转为String，存在堆空间中！
        //相当于String c = new String("a") + new String("b");
        
        String d = "ab";
        String f = "a" + "b";   //确定的字符串拼接，在编译器优化中确定为ab字符串，直接在串池StringTable中查找！

        System.out.println(c == d); //false
        System.out.println(c == f); //false
        System.out.println(d == f); //true

        String internC = c.intern();    //如果串池中没有该字符串对象，则放入该对象；如果有该字符串对象，则放入失败；无论放入是否成功，都会返回串池中的字符串对象
        System.out.println(internC == d);   //true
        System.out.println(c == d);     //false
    }

用于NIO通道提高读写性能。

特点：

• 独立于JVM内存空间之外

• 可能造成OOM内存泄漏

• 不受 JVM 内存回收管理

• 普通文件读写流程（java 不能直接操作文件管理，需要切换到内核态，使用本地方法进行操作，然后读取磁盘文件，会在系统内存中创建一个缓冲区，将数据读到系统缓冲区， 然后在将系统缓冲区数据，复制到 java 堆内存中）

• 使用直接内存（java和系统都能访问）省去将数据从系统缓冲区复制到java堆中。