JVM内存模型
图示
JVM内存大致分为以下几个区域
- 堆：保存对象（存放使用new创建的对象，全局变量，方法中使用final修饰的局部变量）
- 栈：线程运行时创建，主要用于存放局部变量。
- 堆帧：程序运行时的每个方法都会分配一个独立的 堆帧 ，每个方法的局部变量都保存在对应的堆帧中，方法结束，该区域则销毁
- 局部表量表：程序运行时，局部变量的保存空间（int a = 1 中，a 就是局部变量）
- 操作数栈：程序在运行时，操作数保存的临时空间（int a = 1 中，1就是操作数）
- 动态链接：程序运行时将符号引用转换成直接引用（将方法区、栈中的引用指向堆中的实际地址）
- 方法出口：主线程调用方法时，给方法分配一个方法出口，记录着该方法结束时，执行主线程的哪行代码
- 堆帧：程序运行时的每个方法都会分配一个独立的 堆帧 ，每个方法的局部变量都保存在对应的堆帧中，方法结束，该区域则销毁
- 本地方法区：程序运行时，存在 通过本地方法（native） 与 底层C交互时，会创建一个本地方法栈。
- 方法区（元空间）：常量、静态变量、类信息（存放基本类型的变量数据和对象的引用）
- 程序计数器：记录代码运行的位置/行号。
其中栈、程序计数器、本地方法区 是每个线程私有的 堆、元空间 是公用的
通过代码说明各内存的作用
package com.yanhua.standard.mq.util;
public class Solution {
public static int num = 4;
public int convert() {
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a+b)*2;
return c;
}
public static void main(String[] args) {
final int d = 1;
Solution sl = new Solution();
int convert = sl.convert();
System.out.println(convert);
}
}
我们还可以通过 jdk 提供 javap 命令 javap -c Solution.class或者javap -v Solution.class （-v 可以获取更加详细的命令集），将它编译成JVM汇编命令集
通过 javap -v Solution.class 获取的代码：
1、动态链接：代码中的#XX，会在程序运行时被替换成指向堆中实际地址。
2、方法区（元空间）：代码中的类信息、和常量池（Constant pool）
Classfile /D:/PROJECT/cmhk-ams/ams-parent/ams-service-mq/target/classes/com/yanhua/standard/mq/util/Solution.class
Last modified 2020-11-12; size 879 bytes
MD5 checksum 7e0c624f3f4d194e32d2a3f642ad844b
Compiled from "Solution.java"
public class com.yanhua.standard.mq.util.Solution
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #8.#33 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Class #34 // com/yanhua/standard/mq/util/Solution
#3 = Methodref #2.#33 // com/yanhua/standard/mq/util/Solution."<init>":()V
#4 = Methodref #2.#35 // com/yanhua/standard/mq/util/Solution.convert:()I
#5 = Fieldref #36.#37 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#6 = Methodref #38.#39 // java/io/PrintStream.println:(I)V
#7 = Fieldref #2.#40 // com/yanhua/standard/mq/util/Solution.num:I
#8 = Class #41 // java/lang/Object
#9 = Utf8 num
#10 = Utf8 I
#11 = Utf8 <init>
#12 = Utf8 ()V
#13 = Utf8 Code
#14 = Utf8 LineNumberTable
#15 = Utf8 LocalVariableTable
#16 = Utf8 this
#17 = Utf8 Lcom/yanhua/standard/mq/util/Solution;
#18 = Utf8 convert
#19 = Utf8 ()I
#20 = Utf8 a
#21 = Utf8 b
#22 = Utf8 c
#23 = Utf8 main
#24 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#25 = Utf8 args
#26 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#27 = Utf8 d
#28 = Utf8 sl
#29 = Utf8 MethodParameters
#30 = Utf8 <clinit>
#31 = Utf8 SourceFile
#32 = Utf8 Solution.java
#33 = NameAndType #11:#12 // "<init>":()V
#34 = Utf8
#35 = NameAndType #18:#19 // convert:()I
#36 = Class #42 // java/lang/System
#37 = NameAndType #43:#44 // out:Ljava/io/PrintStream;
#38 = Class #45 // java/io/PrintStream
#39 = NameAndType #46:#47 // println:(I)V
#40 = NameAndType #9:#10 // num:I
#41 = Utf8 java/lang/Object
#42 = Utf8 java/lang/System
#43 = Utf8 out
#44 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#45 = Utf8 java/io/PrintStream
#46 = Utf8 println
#47 = Utf8 (I)V
{
public static int num;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
public com.yanhua.standard.mq.util.Solution();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 3: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcom/yanhua/standard/mq/util/Solution;
public int convert();
descriptor: ()I
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=4, args_size=1
0: iconst_1
1: istore_1
2: iconst_2
3: istore_2
4: iload_1
5: iload_2
6: iadd
7: iconst_2
8: imul
9: istore_3
10: iload_3
11: ireturn
LineNumberTable:
line 6: 0
line 7: 2
line 8: 4
line 9: 10
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 12 0 this Lcom/yanhua/standard/mq/util/Solution;
2 10 1 a I
4 8 2 b I
10 2 3 c I
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=4, args_size=1
0: iconst_1
1: istore_1
2: new #2 // class com/yanhua/standard/mq/util/Solution
5: dup
6: invokespecial #3 // Method "<init>":()V
9: astore_2
10: aload_2
11: invokevirtual #4 // Method convert:()I
14: istore_3
15: getstatic #5 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
18: iload_3
19: invokevirtual #6 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
22: return
LineNumberTable:
line 13: 0
line 14: 2
line 15: 10
line 16: 15
line 17: 22
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 23 0 args [Ljava/lang/String;
2 21 1 d I
10 13 2 sl Lcom/yanhua/standard/mq/util/Solution;
15 8 3 convert I
MethodParameters:
Name Flags
args
static {};
descriptor: ()V
flags: ACC_STATIC
Code:
stack=1, locals=0, args_size=0
0: iconst_4
1: putstatic #7 // Field num:I
4: return
LineNumberTable:
line 4: 0
}
SourceFile: "Solution.java"
对以上代码存在疑问的请查阅 JVM指令指南
垃圾回收机制
GC内存示意图
垃圾回收区域分为新生代和老年代，其中新生代又分 Eden区 和 Survivor区 ，Survivor 又均分为两个区（这两个区无差别）。
新生代 minor GC 过程
当程序新增对象时，默认放入Eden区，当Eden区内存占满时，会触发minor GC，将Eden和其中一块Survivor区（S0）仍 “存活” 的对象复制到另一块Survivor区（S1），同时对象的分代年龄+1，并将 Eden 区 和 S0 区全量删除，下次再触发minor GC 时，则复制Eden区和S1区 “存活” 的对象到 S0 区，删除Eden和S1区，如此往复，直到S0/S1被占满 或者 对象的分代年龄达到15，将对象移入老年代。
老年代 full GC 过程
当老年代内存占满时，会触发 full GC，会将新生代和老年代所有的对象进行判断，失活的对象将被删除。
可达性分析算法
JVM 会在堆、栈、方法区中查找GC Roots对象，并从这些对象开始往下搜索，能搜索到的对象都是可达对象，不能被搜索到的对象会被标记可回收对象。当两次查找都被标记为可回收对象时，该对象就会被GC回收掉。
无论新生代GC，还是老年代GC都会导致应用程序停止等待GC结束（STOP THE WORLD），所以应该尽量避免GC，特别是Full GC
