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面试官:说说JVM内存调优及内存结构

1. JVM简介
  • JVM(Java虚拟机)是运行Java程序的平台,它使得Java能够跨平台运行。
  • JVM负责内存的自动分配和回收,减轻了程序员的负担。
2. JVM内存结构
  • 运行时数据区是JVM中最重要的部分,包含多个内存区域:
    • 程序计数器:线程私有,用于存储当前线程执行的字节码指令地址。
    • Java虚拟机栈:线程私有,存储方法调用时的局部变量和操作数栈。
    • 本地方法栈:线程私有,为本地方法(如C/C++编写的方法)服务。
    • Java堆区:线程共享,存储对象实例。
    • 方法区:线程共享,存储类信息、字段信息、方法信息等。
3. 线程共享与线程私有
  • 线程私有:程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。
  • 线程共享:堆、方法区、堆外内存(如JDK8的元空间)。
4. JVM执行流程
  • Java文件通过类加载器加载到内存,然后由执行引擎执行。
5. 程序计数器
  • 作用:存储当前线程执行的字节码指令地址。
  • 特点:每个线程有自己的程序计数器,不会出现OutOfMemoryError。
6. Java虚拟机栈
  • 内部结构
    • 局部变量表:存放基本数据类型和对象引用。
    • 操作数栈:存放方法执行过程中的中间结果。
    • 动态链接:指向运行时常量池的方法引用。
    • 方法返回地址:存储方法退出时的返回地址。
  • 异常
    • StackOverFlowError:请求的栈深度超过最大深度。
    • OutOfMemoryError:扩展栈时无法申请到足够的内存。
7. 本地方法栈
  • 与Java虚拟机栈类似,但为本地方法服务。
  • 也会出现StackOverFlowError和OutOfMemoryError异常。
8. Java堆区
  • 存储内容:对象实例和数据。
  • 分区
    • 新生代:存放新对象和未达到一定年龄的对象。
    • 老年代:存放长时间使用的对象。
    • 元空间:存储方法中的临时对象(JDK8及以后)。
  • 异常
    • GC Overhead Limit Exceeded:垃圾回收时间过长。
    • Java heap space:创建新对象时堆内存不足。
9. 方法区
  • 存储内容:类信息、字段信息、方法信息、常量、静态变量、编译后的代码缓存。
  • 演进过程
    • JDK 1.6及之前:方法区在永久代。
    • JDK 1.7:逐步“去永久代”,字符串常量池和静态变量移至堆中。
    • JDK 1.8及之后:取消永久代,方法区在元空间和堆中实现。

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