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网站上上传图片 怎么做,seo优化排名技术百度教程,开发网站的财务分析,成都app制作开发文章目录 版权声明一 堆1.1 java堆1.2 模拟堆区的溢出1.3 arthas中堆内存相关的功能1.4 设置大小 二 方法区2.1 方法区简介2.2 补充:字符串常量池和运行时常量池2.3 方法区的大小设计2.4 arthas中查看方法区2.5 模拟方法区的溢出2.7 StringTable的练习题 三 神奇的i…

文章目录

  • 版权声明
  • 一 堆
    • 1.1 java堆
    • 1.2 模拟堆区的溢出
    • 1.3 arthas中堆内存相关的功能
    • 1.4 设置大小
  • 二 方法区
    • 2.1 方法区简介
    • 2.2 补充:字符串常量池和运行时常量池
    • 2.3 方法区的大小设计
    • 2.4 arthas中查看方法区
    • 2.5 模拟方法区的溢出
    • 2.7 StringTable的练习题
  • 三 神奇的intern
  • 四 静态变量的存储
  • 五 直接内存
    • 5.1 直接内存简介
    • 5.2 设置直接内存大小
  • 六 jvm内存总结

版权声明

  • 本博客的内容基于我个人学习黑马程序员课程的学习笔记整理而成。我特此声明,所有版权属于黑马程序员或相关权利人所有。本博客的目的仅为个人学习和交流之用,并非商业用途。
  • 我在整理学习笔记的过程中尽力确保准确性,但无法保证内容的完整性和时效性。本博客的内容可能会随着时间的推移而过时或需要更新。
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  • 本博客中的部分观点和意见仅代表我个人,不代表黑马程序员的立场。

一 堆

1.1 java堆

  • 一般Java程序中堆内存是空间最大的一块内存区域。创建出来的对象都存在于堆上

  • 栈上的局部变量表中,可以存放堆上对象的引用。静态变量也可以存放堆对象的引用,通过静态变量就可以实现对象在线程之间共享
    在这里插入图片描述

  • 堆空间有三个需要关注的值,used total max

  • used:当前已使用的堆内存

  • total:java虚拟机已经分配的可用堆内存,max是java虚拟机可以分配的最大堆内存
    在这里插入图片描述

  • 随着堆中的对象增多,当total内存不足时,java虚拟机会继续分配内存给堆。如果堆内存不足,java虚拟机就会不断的分配内存,total值会变大。total最多只能与max相等。
    在这里插入图片描述

  • 如果不设置任何的虚拟机参数,max默认是系统内存的1/4,total默认是系统内存的1/64。在实际应用中一般都需要设置total和max的值

1.2 模拟堆区的溢出

  • 通过new关键字不停创建对象,放入集合中,模拟堆内存的溢出,观察堆溢出之后的异常信息。
  • 堆内存有上限,当对象一直向堆中放入对象达到上限后,就会抛出OutOfMemory错误
package JVM.heap;import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;/*** 堆内存的使用和回收*/
public class Demo1 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {ArrayList<Object> objects = new ArrayList<Object>();while (true){objects.add(new byte[1024 * 1024 * 100]);}}
}
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

1.3 arthas中堆内存相关的功能

  • 堆内存used total max三个值可以通过dashboard命令看到
  • 手动指定刷新频率(不指定默认5秒一次):dashboard-i刷新频率(毫秒)
Memory                        used     total     max       usage     GC
heap                          185M     972M      14409M    1.29%     gc.ps_scavenge.count               0
ps_eden_space                 185M     254M      5319M     3.49%     gc.ps_scavenge.time(ms)            0
ps_survivor_space             0K       43008K    43008K    0.00%     gc.ps_marksweep.count              0
ps_old_gen                    0K       692224K   11066368K 0.00%     gc.ps_marksweep.time(ms)           0
nonheap                       29M      30M       -1        96.51%
code_cache                    7M       8M        240M      3.31%
metaspace                     19M      20M       -1        96.90%
compressed_class_space        2M       2M        1024M     0.23%
direct                        1500M    1500M     -         100.00%
mapped                        0K       0K        -         0.00%

1.4 设置大小

  • 修改堆的大小,可以使用虚拟机参数 –Xmx(max最大值)和-Xms (初始的total)

  • 语法:-Xmx值 -Xms值

  • 单位:字节(默认,必须是 1024 的倍数)、k或者K(KB)、m或者M(MB)、g或者G(GB)

  • 限制:Xmx必须大于 2 MB,Xms必须大于1MB

  • arthas中显示的heap堆大小与设置的值不一样的解释:arthas中的heap堆内存使用了JMX技术中内存获取方式,这种方式与垃圾回收器有关,计算的是可以分配对象的内存,而不是整个内存。

  • Java服务端程序开发时,建议将-Xmx和-Xms设置为相同的值,在程序启动之后可使用的总内存就是最大内存,而无需向java虚拟机再次申请,减少申请并分配内存时间上的开销,同时也避免出现内存过剩之后堆收缩的情况。
    在这里插入图片描述

二 方法区

2.1 方法区简介

  • 方法区是存放基础信息的位置,线程共享,主要包含三部分内容:类的元信息、运行时常量池、字符串常量池
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  1. 方法区存储每个类的基本信息(元信息),一般称之为InstanceKlass对象,在类的加载阶段完成。

    在这里插入图片描述

  2. 方法区还存放运行时常量池,常量池中存放的是字节码中的常量池内容。

    • 静态常量池:字节码文件中通过编号查表的方式找到常量。
    • 运行时常量池:当常量池加载到内存中之后,通过内存地址快速的定位到常量池中的内容。
      在这里插入图片描述
  3. 方法区中还有一块区域叫字符串常量池(StringTable)。字符串常量池存储在代码中定义的常量字符串内容。比如“123” ,123就会被放入字符串常量池
    在这里插入图片描述

2.2 补充:字符串常量池和运行时常量池

  • 早期设计时,字符串常量池是运行时常量池的一部分,存储位置一致。后续做了调整,将字符串常量池和运行时常量池做了拆分。
    在这里插入图片描述

2.3 方法区的大小设计


  • 方法区是《Java虚拟机规范》中设计的虚拟概念,每款Java虚拟机在实现上都各不相同。Hotspot设计如下:
    • JDK7及之前的版本将方法区存放在堆区域中的永久代空间,堆的大小由虚拟机参数来控制。
    • JDK8及之后的版本将方法区存放在元空间中,元空间位于操作系统维护的直接内存中,默认情况下只要不超过操作系统承受的上限,可以一直分配。
      在这里插入图片描述

2.4 arthas中查看方法区

  • 使用memory命令打印出内存情况,JDK7及之前的版本查看ps_perm_gen属性,JDK8及之后的版本查看metaspace属性。

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2.5 模拟方法区的溢出

  • 通过ByteBuddy框架,动态生成字节码数据,加载到内存中。通过死循环不停地加载到方法区,观察方法区是
    否会出现内存溢出的情况。
    import jdk.internal.org.objectweb.asm.ClassWriter;
    import jdk.internal.org.objectweb.asm.Opcodes;
    import java.io.IOException;
    /*** 方法区的溢出测试*/
    public class Demo1 extends ClassLoader {public static void main(String[] args) throws IOException {System.in.read();Demo1 demo1 = new Demo1();int count = 0;while (true) {String name = "Class" + count;ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);classWriter.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, name, null, "java/lang/Object", null);byte[] bytes = classWriter.toByteArray();demo1.defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);System.out.println(++count);}}
    }
    
    Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
    
  • JDK7将方法区存放在堆区域中的永久代空间,堆的大小由虚拟机参数-XX:MaxPermSize=值来控制
  • JDK8将方法区存放在元空间中,元空间位于操作系统维护的直接内存中,默认情况下只要不超过操作系统承受的上限,可以一直分配。可以使用-XX:MaxMetaspaceSize=值将元空间最大大小进行限制
    在这里插入图片描述
-XX:MaxMetaspaceSize=128M
192546
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Metaspaceat java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:763)at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:642)at JVM.methodarea.Demo1.main(Demo1.java:21)

2.7 StringTable的练习题

  1. 练习1
    public static void main(String[] args) {String a = "1";String b = "2";String c = "12";String d = a + b;System.out.println(c == d); //false
    }
    
    在这里插入图片描述
  2. 练习2
    public static void main(String[] args) {String a = "1";String b = "2";String c = "12";String d = "1" + "2";System.out.println(c == d); //true
    }
    

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三 神奇的intern

  • 原来创建字符串的方式是通过源代码中的常量,进行定义并且通过字节码信息加载到常量池里面。
  • String.intern()方法是可以手动将字符串放入字符串常量池中。
    public static void main(String[] args) {String s1 = new StringBuilder().append("think").append("123").toString();System.out.println(s1.intern()==s1);// java是在启动的过程中,直接放到字符串常量池中String s2 = new StringBuilder().append("ja").append("va").toString();System.out.println(s2.intern()==s2);
    }
    
  • JDK6版本中intern () 方法会把第一次遇到的字符串实例复制到永久代的字符串常量池中,返回的也是永久代里面这个字符串实例的引用。JVM启动时就会把java加入到常量池中。
    在这里插入图片描述
  • JDK7及之后版本中由于字符串常量池在堆上,所以intern () 方法会把第一次遇到的字符串的引
    用放入字符串常量池。

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四 静态变量的存储

  • JDK6及之前的版本中,静态变量是存放在方法区中的,也就是永久代
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  • JDK7及之后的版本中,静态变量是存放在堆中的Class对象中,脱离了永久代。具体源码可参考虚拟机源码:BytecodeInterpreter针对putstatic指令的处理
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五 直接内存

5.1 直接内存简介

  • 直接内存(Direct Memory)并不在《Java虚拟机规范》中存在,所以并不属于Java运行时的内存区域。在 JDK 1.4 中引入了 NIO 机制,使用了直接内存,主要为了解决以下两个问题:
    1. Java堆中的对象如果不再使用要回收,回收时会影响对象的创建和使用。
    2. IO操作,如:读文件,需要先把文件读入直接内存(缓冲区)再把数据复制到Java堆中。
  • 现在直接放入直接内存即可,同时Java堆上维护直接内存的引用,减少了数据复制的开销
    在这里插入图片描述
  • 创建直接内存上的数据,可以使用ByteBuffer
    • 语法: ByteBuffer directBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(size);
    • 注意事项: arthas的memory命令可以查看直接内存大小,属性名direct
Memory                        used     total     max       usage     GC
heap                          185M     972M      14409M    1.29%     gc.ps_scavenge.count               0
direct                        1500M    1500M     -         100.00%
mapped                        0K       0K        -         0.00%

5.2 设置直接内存大小

  • 如果需要手动调整直接内存的大小,可以使用-XX:MaxDirectMemorySize=大小
  • 单位k或K表示千字节,m或M表示兆字节,g或G表示千兆字节。默认不设置该参数情况下,JVM 自动选择最大分配的大小
    -XX:MaxDirectMemorySize=1m
    
/*** 直接内存的使用和回收*/
public class Demo1 {public static int size = 1024 * 1024 * 100; //100mbpublic static List<ByteBuffer> list = new ArrayList<ByteBuffer>();public static int count = 0;public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {System.in.read();while (true) {//1.创建DirectByteBuffer对象并返回//2.在DirectByteBuffer构造方法中,向操作系统申请直接内存空间ByteBuffer directBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(size);//directBuffer = null;list.add(directBuffer);System.out.println(++count);Thread.sleep(5000);}}
}
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory

六 jvm内存总结

  • 运行时数据区的组成部分和每一部分的作用
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
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  • 同JDK版本之间运行时数据区域的区别
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