JVM内存结构

JVM：Java Virtual Machine，Java虚拟机，识别.class后缀文件，解析class的指令，调用操作系统函数完成操作。
JVM、JRE、JDK关系：JVM是运行核心，JRE提供基础类库，JDK（Java Development Kit） 让普通人也能做开发。

public class Main{
	public static void main(String[] args){
		Student stu=new Student();
		stu.copyWork();
		stu.hashCode();
		stu=null;
	}
}

JVM内存结构：

• 堆（Heap） 最大内存共享区域
• 程序计数器（PC Register）
• 虚拟机栈（JVM Stacks）（线程）
• 本地方法栈（Native Method Stacks）
• 本地内存
  • 元空间（metaspace）
    • 方法区 （Method Area）
  • 直接内存（Direct memory）

执行引擎：

• Interpreter解释器
• JIT Compiler即时编译器
• GC垃圾回收

执行流程：

1. 把Java源代码通过javac编译为Java字节码文件
2. 通过java命令执行字节码，创建main主线程
3. main主线程由虚拟机栈分配内存
4. 发现Main类、Student类，触发类加载系统，把类的字节码加载到方法区。
5. 发现 参数args 对象引用 都存放到main线程栈中
6. 发现new Student（） 创建对象存到堆中
7. 执行方法 copyWork() hashCode() 都在栈中实现，一个方法一个栈帧
8. 由程序计数器执行，记录当前线程执行第几行代码，保证下一次调度线程时能继续执行。
9. 当stu=null时，没有其他地方调用后，当成是垃圾 进行GC垃圾回收

最大内存共享区域，存储几乎所有的对象，GC操作对象也是堆。

• 普通对象
  • JVM在堆上创建对象，其他地方使用它的引用。
  • 把引用保存在虚拟机栈的局部变量表中。
• 基本数据类型
  • 方法体内部声明的基本数据类型，直接在栈上分配。
  • 其他区域声明，都在堆上分配。

• 栈：基于线程的，与线程生命周期一样；
• 栈帧：栈中每一条数据 所有栈帧出栈后，线程结束。
  • 局部变量表
  • 操作数栈
  • 动态连接
  • 返回地址(returnAddress)
    returnAddress就是指向特定指令内存地址的指针。

当前线程所执行字节码的行号指示器。存储的线程执行进度。

发生CPU时间片切换也能保持上一步操作继续执行。

存储：类的信息、常量池、方法数据、方法代码。

程序计数器不会出现内存溢出情况。

• 内存溢出OutOfMemoryError情况：

  • 堆内存耗尽：对象越来越多，一直在使用，不能被回收
  • 方法区内存耗尽：加载的类越来越多，框架都需要运行期间动态生成新的类，一般看物理内存
  • 虚拟机栈累积：每个线程最多1M内存，线程个数越来越多，长时间不销毁

• 出现Stack OverflowError区域

  • 虚拟机栈内部调用方法次数过多，耗尽1M的栈内存。

方法区：JVM规范中定义的一块内存区域，用来存储类元数据、方法字节码、即时编译器等信息
永久代：Hotspot虚拟机对JVM1.8之前的实现
元空间：Hotspot虚拟机对JVM1.8之后的实现，使用本地内存作为存储空间

metaSpace存储过程

1. 堆中创建一个类加载器 Class loader Id1
2. Student a=new Student(); Id1 会先加载Student类字节码，存储到元空间的方法区中，并在堆空间创建.Class对象，。
3. a=new Student(); 在堆中创建Student的对象，创建实例a
4. 当a和Student都不在被使用，GC开始运行。回收a,Student。
5. 当类加载器也被回收后，元空间的数据才会清除。

• -Xmx10240m 内存可扩展最大值
• -Xms10240m 内存初始最小值
• -Xmn5120m 新生代最大内存
• -XX:SurivorRatio=3 eden区与from的占比3:1，还有一个to区与from相同
• -XX:NewRatio=2:1 老年代与新生代占比
• -XX:NewSize 新生代初始内存
• -XX:MaxNewSize 新生代内存可扩展最大值
• -XX:CompressedClassSpaceSize 类基本数据 默认1G
• -XX:MaxmetaspaceSize 元空间最大值
• -XX:ReservedCodeCacheSize 即时编译缓存机器码
  • 小于240m 即时编译机器码的缓存都放在一起
  • 大于240m 分为non-nmthodsJVM代码、profiled nmthods部分优化代码、non-profiled nmthods完整优化代码
• -Xss 线程栈 linux中最大内存1M