网站首屏高度,网站首屏做多大,宇舶手表网站,百度双站和响应式网站的区别方法区 方法区属于是 JVM 运行时数据区域的一块逻辑区域#xff0c;是各个线程共享的内存区域。
《Java 虚拟机规范》只是规定了有方法区这么个概念和它的作用#xff0c;方法区到底要如何实现那就是虚拟机自己要考虑的事情了。也就是说#xff0c;在不同的虚拟机实现上是各个线程共享的内存区域。
《Java 虚拟机规范》只是规定了有方法区这么个概念和它的作用方法区到底要如何实现那就是虚拟机自己要考虑的事情了。也就是说在不同的虚拟机实现上方法区的实现是不同的。
当虚拟机要使用一个类时它需要读取并解析 Class 文件获取相关信息再将信息存入到方法区。方法区会存储已被虚拟机加载的 类信息、字段信息、方法信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
方法区和永久代以及元空间是什么关系呢 方法区和永久代以及元空间的关系很像 Java 中接口和类的关系类实现了接口这里的类就可以看作是永久代和元空间接口可以看作是方法区也就是说永久代以及元空间是 HotSpot 虚拟机对虚拟机规范中方法区的两种实现方式。并且永久代是 JDK 1.8 之前的方法区实现JDK 1.8 及以后方法区的实现变成了元空间。
为什么要将永久代 (PermGen) 替换为元空间 (MetaSpace) 呢?
下图来自《深入理解 Java 虚拟机》第 3 版 2.2.5
1、整个永久代有一个 JVM 本身设置的固定大小上限无法进行调整也就是受到 JVM 内存的限制而元空间使用的是本地内存受本机可用内存的限制虽然元空间仍旧可能溢出但是比原来出现的几率会更小。
当元空间溢出时会得到如下错误java.lang.OutOfMemoryError: MetaSpace
你可以使用 -XXMaxMetaspaceSize 标志设置最大元空间大小默认值为 unlimited这意味着它只受系统内存的限制。-XXMetaspaceSize 调整标志定义元空间的初始大小如果未指定此标志则 Metaspace 将根据运行时的应用程序需求动态地重新调整大小。
2、元空间里面存放的是类的元数据这样加载多少类的元数据就不由 MaxPermSize 控制了, 而由系统的实际可用空间来控制这样能加载的类就更多了。
3、在 JDK8合并 HotSpot 和 JRockit 的代码时, JRockit 从来没有一个叫永久代的东西, 合并之后就没有必要额外的设置这么一个永久代的地方了。
4、永久代会为 GC 带来不必要的复杂度并且回收效率偏低。
方法区常用参数有哪些
JDK 1.8 之前永久代还没被彻底移除的时候通常通过下面这些参数来调节方法区大小。 -XX:PermSizeN //方法区 (永久代) 初始大小 -XX:MaxPermSizeN //方法区 (永久代) 最大大小,超过这个值将会抛出 OutOfMemoryError 异常:java.lang.OutOfMemoryError: PermGen 相对而言垃圾收集行为在这个区域是比较少出现的但并非数据进入方法区后就“永久存在”了。
JDK 1.8 的时候方法区HotSpot 的永久代被彻底移除了JDK1.7 就已经开始了取而代之是元空间元空间使用的是本地内存。下面是一些常用参数 -XX:MetaspaceSizeN //设置 Metaspace 的初始和最小大小 -XX:MaxMetaspaceSizeN //设置 Metaspace 的最大大小 与永久代很大的不同就是如果不指定大小的话随着更多类的创建虚拟机会耗尽所有可用的系统内存。
运行时常量池 Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外还有用于存放编译期生成的各种字面量Literal和符号引用Symbolic Reference的 常量池表(Constant Pool Table) 。
字面量是源代码中的固定值的表示法即通过字面我们就能知道其值的含义。字面量包括整数、浮点数和字符串字面量。常见的符号引用包括类符号引用、字段符号引用、方法符号引用、接口方法符号。
《深入理解 Java 虚拟机》7.34 节第三版对符号引用和直接引用的解释如下
常量池表会在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。
运行时常量池的功能类似于传统编程语言的符号表尽管它包含了比典型符号表更广泛的数据。
既然运行时常量池是方法区的一部分自然受到方法区内存的限制当常量池无法再申请到内存时会抛出 OutOfMemoryError 错误。
字符串常量池 字符串常量池 是 JVM 为了提升性能和减少内存消耗针对字符串String 类专门开辟的一块区域主要目的是为了避免字符串的重复创建。 // 在字符串常量池中创建字符串对象 ”ab“ // 将字符串对象 ”ab“ 的引用赋值给给 aa String aa ab; // 直接返回字符串常量池中字符串对象 ”ab“赋值给引用 bb String bb ab; System.out.println(aabb); // true HotSpot 虚拟机中字符串常量池的实现是 src/hotspot/share/classfile/stringTable.cpp ,StringTable 可以简单理解为一个固定大小的HashTable 容量为 StringTableSize可以通过 -XX:StringTableSize 参数来设置保存的是字符串key和 字符串对象的引用value的映射关系字符串对象的引用指向堆中的字符串对象。
JDK1.7 之前字符串常量池存放在永久代。JDK1.7 字符串常量池和静态变量从永久代移动到了 Java 堆中。
JDK 1.7 为什么要将字符串常量池移动到堆中
主要是因为永久代方法区实现的 GC 回收效率太低只有在整堆收集 (Full GC)的时候才会被执行 GC。Java 程序中通常会有大量的被创建的字符串等待回收将字符串常量池放到堆中能够更高效及时地回收字符串内存。
相关问题JVM 常量池中存储的是对象还是引用呢 - RednaxelaFX - 知乎
最后再来分享一段周志明老师在《深入理解 Java 虚拟机第 3 版》样例代码勘误 GitHub 仓库的 issue#112 中说过的话
运行时常量池、方法区、字符串常量池这些都是不随虚拟机实现而改变的逻辑概念是公共且抽象的Metaspace、Heap 是与具体某种虚拟机实现相关的物理概念是私有且具体的。
直接内存 直接内存是一种特殊的内存缓冲区并不在 Java 堆或方法区中分配的而是通过 JNI 的方式在本地内存上分配的。
直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分也不是虚拟机规范中定义的内存区域但是这部分内存也被频繁地使用。而且也可能导致 OutOfMemoryError 错误出现。
JDK1.4 中新加入的 NIONon-Blocking I/O也被称为 New I/O引入了一种基于通道Channel与缓存区Buffer的 I/O 方式它可以直接使用 Native 函数库直接分配堆外内存然后通过一个存储在 Java 堆中的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作。这样就能在一些场景中显著提高性能因为避免了在 Java 堆和 Native 堆之间来回复制数据。
直接内存的分配不会受到 Java 堆的限制但是既然是内存就会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。
类似的概念还有 堆外内存 。在一些文章中将直接内存等价于堆外内存个人觉得不是特别准确。
堆外内存就是把内存对象分配在堆外的内存这些内存直接受操作系统管理而不是虚拟机这样做的结果就是能够在一定程度上减少垃圾回收对应用程序造成的影响。
HotSpot 虚拟机对象探秘 通过上面的介绍我们大概知道了虚拟机的内存情况下面我们来详细的了解一下 HotSpot 虚拟机在 Java 堆中对象分配、布局和访问的全过程。
对象的创建 Java 对象的创建过程我建议最好是能默写出来并且要掌握每一步在做什么。
Step1:类加载检查 虚拟机遇到一条 new 指令时首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到这个类的符号引用并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。如果没有那必须先执行相应的类加载过程。
Step2:分配内存
在类加载检查通过后接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需的内存大小在类加载完成后便可确定为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从 Java 堆中划分出来。分配方式有 “指针碰撞” 和 “空闲列表” 两种选择哪种分配方式由 Java 堆是否规整决定而 Java 堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。
内存分配的两种方式 补充内容需要掌握
指针碰撞 适用场合堆内存规整即没有内存碎片的情况下。 原理用过的内存全部整合到一边没有用过的内存放在另一边中间有一个分界指针只需要向着没用过的内存方向将该指针移动对象内存大小位置即可。 使用该分配方式的 GC 收集器Serial, ParNew 空闲列表 适用场合堆内存不规整的情况下。 原理虚拟机会维护一个列表该列表中会记录哪些内存块是可用的在分配的时候找一块儿足够大的内存块儿来划分给对象实例最后更新列表记录。 使用该分配方式的 GC 收集器CMS 选择以上两种方式中的哪一种取决于 Java 堆内存是否规整。而 Java 堆内存是否规整取决于 GC 收集器的算法是标记-清除还是标记-整理也称作标记-压缩值得注意的是复制算法内存也是规整的。
内存分配并发问题补充内容需要掌握
在创建对象的时候有一个很重要的问题就是线程安全因为在实际开发过程中创建对象是很频繁的事情作为虚拟机来说必须要保证线程是安全的通常来讲虚拟机采用两种方式来保证线程安全
CAS失败重试 CAS 是乐观锁的一种实现方式。所谓乐观锁就是每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作如果因为冲突失败就重试直到成功为止。虚拟机采用 CAS 配上失败重试的方式保证更新操作的原子性。 TLAB 为每一个线程预先在 Eden 区分配一块儿内存JVM 在给线程中的对象分配内存时首先在 TLAB 分配当对象大于 TLAB 中的剩余内存或 TLAB 的内存已用尽时再采用上述的 CAS 进行内存分配 Step3:初始化零值 内存分配完成后虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值不包括对象头这一步操作保证了对象的实例字段在 Java 代码中可以不赋初始值就直接使用程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。
Step4:设置对象头 初始化零值完成之后虚拟机要对对象进行必要的设置例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的 GC 分代年龄等信息。 这些信息存放在对象头中。 另外根据虚拟机当前运行状态的不同如是否启用偏向锁等对象头会有不同的设置方式。
Step5:执行 init 方法 在上面工作都完成之后从虚拟机的视角来看一个新的对象已经产生了但从 Java 程序的视角来看对象创建才刚开始init 方法还没有执行所有的字段都还为零。所以一般来说执行 new 指令之后会接着执行 init 方法把对象按照程序员的意愿进行初始化这样一个真正可用的对象才算完全产生出来。
对象的内存布局 在 Hotspot 虚拟机中对象在内存中的布局可以分为 3 块区域对象头Header、实例数据Instance Data和对齐填充Padding。
对象头包括两部分信息
标记字段Mark Word用于存储对象自身的运行时数据 如哈希码HashCode、GC 分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程 ID、偏向时间戳等等。 类型指针Klass pointer对象指向它的类元数据的指针虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。 实例数据部分是对象真正存储的有效信息也是在程序中所定义的各种类型的字段内容。
对齐填充部分不是必然存在的也没有什么特别的含义仅仅起占位作用。 因为 Hotspot 虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是 8 字节的整数倍换句话说就是对象的大小必须是 8 字节的整数倍。而对象头部分正好是 8 字节的倍数1 倍或 2 倍因此当对象实例数据部分没有对齐时就需要通过对齐填充来补全。
对象的访问定位 建立对象就是为了使用对象我们的 Java 程序通过栈上的 reference 数据来操作堆上的具体对象。对象的访问方式由虚拟机实现而定目前主流的访问方式有使用句柄、直接指针。
句柄 如果使用句柄的话那么 Java 堆中将会划分出一块内存来作为句柄池reference 中存储的就是对象的句柄地址而句柄中包含了对象实例数据与对象类型数据各自的具体地址信息。
直接指针
如果使用直接指针访问reference 中存储的直接就是对象的地址。
这两种对象访问方式各有优势。使用句柄来访问的最大好处是 reference 中存储的是稳定的句柄地址在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针而 reference 本身不需要修改。使用直接指针访问方式最大的好处就是速度快它节省了一次指针定位的时间开销。
HotSpot 虚拟机主要使用的就是这种方式来进行对象访问
