【JVM】JVM内存模型(详细)

一.JVM概述

1.jvm简介

JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

2.jvm作用

Java中的所有类，必须被装载到JVM中才能运行，这个装载工作是由jvm中的类装载器完成的，.class这个类型可以在虚拟机运行，但不是直接和操作系统交互，需要jvm解释给操作系统，解释的时候需要java类库，这样就能和操作系统交互。

3.jvm的内存模型

二.类加载器

1.类加载器的作用

将class字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区运行时数据结构，然后在堆中形成代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。类装载器所做的工作实质是把类文件从硬盘读取到内存中。

2.加载器的类型

引导类加载器(Bootstrap ClassLoader)：用c++编写，是JVM自带的类加载器，负责java平台核心库，用来装载核心类库，该加载器无法直接获取。
拓展类加载器(Extension ClassLoader)：负责jre/lib/ext目录下的jar包或 -D java.ext.dirs 指定下的jar包装入工作库。
系统类加载器(Application ClassLoader)：负责java-classpath或者 -D java.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作，是最常用的加载器。
自定义类加载器(Custom ClassLoader)：由开发人员自己定义。

3.双亲委派机制的运行过程

① 类加载器收到类加载的请求。

② 将这个请求委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到引导类加载器。

③ 引导类加载器检查是否能够加载当前这个类，能加载就结束，使用当前的加载器，否则，抛出异常，通知子加载器进行加载，向下加载。

④ 重复步骤③。

4.双亲委派机制优缺点

优点： 保证类加载的安全性，不管那个类被加载，都会被委托给引导类加载器，只有类加载器不能加载，才会让子加载器加载，这样保证最后得到的对象都是同样的一个。
缺点： 子加载器可以使用父加载器加载的类，而父加载器不能使用子加载器加载的类。

5.为什么要破坏双亲委派机制

原因： 子加载器可以使用父加载器加载的类，而父加载器不能使用子加载器加载的类。
举例： 使用JDBC连接数据库，需要用到 com.mysql.jdbc.Driver和DriverManager类。然而DriverManager被引导类加载器所加载，而com.mysql.jdbc.Driver被当前调用者的加载器加载，使用引导类加载器加载不到，所以要打破双亲委派机制。

6.破坏双亲委派机制的方式

(1) 自定义类加载器，重写loadclss()方法。
(2) 使用线程上下文类(ServiceLoader：使父加载器可以加载子加载器的类)。

三.JVM内存模块

1.方法区(线程共享)

方法区存储的是：常量池、静态变量(static)以及方法信息(修饰符、方法名、返回值、参数等)、类信息(类变量)等

2.堆(线程共享)

概念：堆是线程共享的内存区域，它是虚拟机管理内存中最大的一块。

堆储存的是：实例对象。
比如 A a1 = new A();a1就是实例对象。A a2;a2就是类对象。

堆的具体示意图（jdk8及之后）

GC主要在新生区（伊甸园区）、老年区
	新生区（伊甸园区（对象都是在这个区new出来的）、幸存区to、幸存区from：幸存区位置会互相交换，谁空谁是to）
	老年区
	永久区：存储的是java的运行环境或类信息，这个区域不存在垃圾回收，关闭jvm就会释放内存
			一个启动类加载大量的jar包。tomcat部署太多应用。内存满了就oom
			jdk1.6之前：永久代，常量池是在方法区
			jdk1.7去永久代，常量池在堆中
			jdk1.8之后：无永久代，常量池在元空间中
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3.栈(虚拟机栈-线程隔离)

概念：又名堆栈，主管程序运行，生命周期和线程同步，线程结束，栈内存就释放了。不存在垃圾回收问题。

虚拟机栈储存的是：8大基本类型 + 对象引用 + 实例方法

栈的具体示意图

4.栈(本地方法栈-线程隔离)

本地方法栈储存的是：本地接口库里调用的方法，就是java里面native关键字修饰的方法。
凡是带native关键字的，说明java的作用范围达不到了，回去调用底层c/c++语言的库，首先会进入本地方法栈，然后到本地方法接口。

5.程序计数器(线程隔离)

每个线程启动是都会创建一个程序计数器，保存的是正在执行的jvm指令，程序计数器总是指向下一条将被执行指令的地址。生命周期与线程的生命周期保持一致。

6.OutOfMemoryError内存溢出和StackOverFlowError栈溢出及解决方法

不论是内存溢出还是栈溢出，简单来说就是你放的太多了空间不够了，溢出来了，这样就比较好理解了。

(1) OutOfMemoryError内存溢出(OOM)

原因：①是指应用系统中存在无法回收的内存或使用的内存过多，最终使得程序运行要用到的内存大于能提供的最大内存。
   ②由于长期保持某些资源的引用，垃圾回收器无法回收它，从而使该资源不能够及时释放，也称为内存泄露。

解决：①设置JVM的堆参数（ -Xmx：JVM最大内存 -Xms：启动初始内存 -Xmn：新生代大小 -Xss：每个线程虚拟机栈及堆栈的大小 ） 例如：-Xms1024m -Xmx1024m -Xmn512m -Xss5m。
   ②分析内存，看一下那个地方出现了问题(专业工具:Jprofiler,MAT)分析Dump内存文件， 快速定位内存泄漏，怎么查找dump文件，直接找到文件的文件夹打开获得大的对象。

制造堆溢出：一直死循环new对象就ok了。

• –Xms：JVM初始分配的堆内存，默认是物理内存的1/64。
• –Xmx：JVM最大允许分配的堆内存，默认是物理内存的1/4。
• –Xmn：堆内新生代的大小。通过这个值也可以得到老生代的大小：-Xmx减去-Xmn。
• –Xss：规定了每个线程虚拟机栈及堆栈的大小，一般情况下，256k是足够的，此配置将会影响此进程中并发线程数的大小。
• 更多JVM调优总结及命令

(2) StackOverFlowError栈溢出

原因：线程请求分配的栈容量超过Java虚拟机栈允许的最大容量。

解决：①修改代码 ②增加线程堆栈大小（-Xss）。

制造栈溢出：一直死循环调用方法就行。

(3) idea配置jvm

①配置某个项目

②全局配置

另一篇：垃圾回收机制详细讲解