JVM 内存结构及常见参数

简介: 创建 main 线程,使用的内存区域是 JVM 虚拟机栈,开始执行 main 方法代码

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JVM架构图如下:


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上面内存结构中 蓝色的方法区和堆是所有线程共享的,而其它三个是线程私有的


java代码的执行流程及参与其中的jvm组件


当我们写好一个 xxx.java 的文件时,如何让它跑起来呢?跑的时候对应会有哪些内存区域参与呢?


一:先执行 javac 命令编译源代码为字节码文件


二:执行 java 命令


  1. 创建 JVM,然后调用类加载子系统加载 class,将类的信息存入方法区
  2. 创建 main 线程,使用的内存区域是 JVM 虚拟机栈,开始执行 main 方法代码
  3. 如果遇到了未见过的类,会继续触发类加载过程,同样会存入方法区 (注意:是遇见了才加载的。)
  4. 需要创建对象,会使用内存来存储对象
  5. 不再使用的对象,会由垃圾回收器在内存不足时回收其内存
  6. 调用方法时,先要到方法区获得到该方法的字节码指令,由解释器将字节码指令解释为机器码执行
  7. 调用方法时,方法内的局部变量、方法参数所使用的是 JVM 虚拟机栈 中的栈帧内存
  8. 调用方法时,会将要执行的指令行号读到程序计数器,这样当发生了线程切换,恢复时就可以从中断的位置继续(程序计数器不会存在内存溢出---规定)
  9. 对于非 java 实现的方法调用,使用内存称为 本地方法栈
  10. 对于热点方法调用,或者频繁的循环代码,由 JIT 即时编译器 将这些代码编译成机器码缓存,提高执行性能


方法区、永久代、元空间之间啥关系


  • 方法区是 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、即时编译器需要的信息等,它只是定义得有这么一块区域来存储类得相关信息,具体的实现可以不同
  • 永久代是 Hotspot 虚拟机对 JVM 规范的实现(1.8 之前)
  • 元空间是 Hotspot 虚拟机对 JVM 规范的另一种实现(1.8 以后),使用本地内存作为这些信息的存储空间


会发生内存溢出的区域(唯一不会出现内存溢出的区域 – 程序计数器)


  • 出现 OutOfMemoryError 的情况
  • 堆内存耗尽 – 对象越来越多,又一直在使用,不能被垃圾回收
  • 方法区内存耗尽 – 加载的类越来越多,很多框架都会在运行期间动态产生新的类 (很少见,1.8之后都放在本地内存了,本地内存有多大它就有多大,所以基本上来说是不可能的)
  • 虚拟机栈累积 – 每个线程最多会占用 1 M 内存,线程个数越来越多,而又长时间运行不销毁时
  • 出现 StackOverflowError 的区域
  • JVM 虚拟机栈内存占用太多超过了当前线程占用的内存,原因有方法递归调用未正确结束、反序列化 json 时循环引用


JVM 常见内存参数


堆内存按大小设置的参数


  • -Xms 最小堆内存(包括新生代和老年代)
  • -Xmx 最大堆内存(包括新生代和老年代)
  • 通常建议将 -Xms 与 -Xmx 设置为大小相等,即不需要保留内存,不需要从小到大增长,这样性能较好
  • -XX:NewSize 与 -XX:MaxNewSize 设置新生代的最小与最大值,但一般不建议设置,由 JVM 自己控制
  • -Xmn 设置新生代大小,相当于同时设置了 -XX:NewSize 与 -XX:MaxNewSize 并且取值相等


【注】保留是指,一开始不会占用那么多内存,随着使用内存越来越多,会逐步使用这部分保留内存。


堆内存按比例设置的参数


  • -XX:NewRatio=2:1 表示老年代占两份,新生代占一份 默认值是 2 : 1
  • -XX:SurvivorRatio=4:1 表示新生代分成六份,伊甸园占四份,from 和 to 各占一份, 不设置时默认值是 8 : 1


元空间内存设置


元空间组成分为两大部分:class space 、non-class space


  • class space 存储类的基本信息(如:类的名称、方法入口等),最大值受 -XX:CompressedClassSpaceSize 控制,默认 1G
  • non-class space 存储除类的基本信息以外的其它信息(如方法字节码、注解等)
  • class space 和 non-class space 总大小受 -XX:MaxMetaspaceSize 控制 (默认不设置,根据物理内存看)


代码缓存区内存设置


代码缓存区(Code Cache)的作用:JIT将热点代码编译成机械码,然后缓存,下次碰到热点代码就不用经过解析的步骤了,可以提高性能


  • -XX:InitialCodeCacheSize 设置 codeCache 初始大小,一般默认是48M
  • -XX:ReservedCodeCacheSize 设置codeCache预留的大小,通常默认是240M
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