十二 JVM

12.1 JVM运行原理

Java Virtual Machine Java程序的运行环境(java二进制字节码的运行环境)

好处:

• 一次编写，到处运行
• 自动内存管理，垃圾回收机制

12.2 什么是程序计数器?

程序计数器:线程私有的（不存在线程安全问题），内部保存的字节码的行号。用于记录正在执行的字节码指令的地址

javap-v xx.class 打印堆栈大小，局部变量的数量和方法的参数

12.3 你能给我详细的介绍Java堆吗?

• 线程共享的区域:主要用来保存对象实例，数组等，当堆中没有内存空间可分配给实例，也无法再扩展时，则抛出DutOfMemoryError异常。
• 元空间保存的类信息、静态变量、常量、编译后的代码
• 组成:年轻代+老年代
  • 年轻代被划分为三部分，Eden区和两个大小严格相同的Survivor区
  • 老年代主要保存生命周期长的对象，一般是一些老的对象
• Jdk1.7和1.8的区别
  • 1.7中有有一个永久代，存储的是类信息、静态变量、常量、编译后的代码
  • 1.8移除了永久代，把数据存储到了本地内存的元空间中，防止内存溢出

12.4什么是虚拟机栈

Java Virtual machine Stacks(java 虚拟机栈)

• 每个线程运行时所需要的内存，称为虚拟机栈，先进后出
• 每个栈由多个栈帧(frame)组成，对应着每次方法调用时所占用的内存
• 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法

1.垃圾回收是否涉及栈内存?

垃圾回收主要指就是堆内存，当栈帧弹栈以后，内存就会释放

2.栈内存分配越大越好吗

未必，默认的栈内存通常为1024k，所以一般使用默认的1024k就行

栈帧过大会导致线程数变少，例如，机器总内存为512m，目前能活动的线程数则为512个，如果把栈内存改为2048k，那么能活动的栈帧就会减半

3.方法内的局部变量是否线程安全?

• 如果方法内局部变量没有逃离方法的作用范围，它是线程安全的
• 如果是局部变量引用了对象，并逃离方法的作用范围，需要考虑线程安全

4.栈内存溢出情况 java.lang.StackOverflowError

• 栈帧过多导致栈内存溢出，与典型问题:递归调用
• 栈帧过大导致栈内存溢出 1M 很大 ，一般不会出现

5.堆栈的区别是什么?

• 栈内存一般会用来存储局部变量和方法调用，但堆内存是用来存储Java对象和数组的的。堆会GC垃圾回收，而栈不会
• 栈内存是线程私有的（线程安全），而堆内存是线程共有的（线程不安全）。
• 两者异常错误不同，但如果栈内存或者堆内存不足都会抛出异常，
  • 栈空间不足:java.lang.StackOverFlowError。
  • 堆空间不足:java.lang.OutOfMemoryError。

12.5 能不能解释一下方法区?

• 方法区(Method Area)是各个线程共享的内存区域
• 主要存储类的信息、运行时常量池
• 虚拟机启动的时候创建，关闭虚拟机时释放
• 如果方法区域中的内存无法满足分配请求，则会抛出OutOfMemoryError: Metaspace

常量池

可以看作是一张表，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、字面量等信息

javap -v Application.class 查看字节码结构(类的基本信息、常量池、方法定义)

12.6 你听过直接内存吗?

直接内存:

• 并不属于JVM中的内存结构，不由JVM进行管理。是虚拟机的系统内存
• 常见于NIO 操作时，用于数据缓冲区，它分配回收成本较高，但读写性能高，不受 JVM 内存回收管理

案例：常规io和nio读取文件