java虚拟机（1）-虚拟机的前世今生

虚拟机的历史

了解即可，无需关注

运行时数据区域

程序计数器

当前线程执行的字节码的行号指示器，占用空间小，也无法干涉

虚拟机栈

每个线程使用，线程在运行时，在执行每个方法的时候回打包成一个栈帧，存储了局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息，然后放入栈。每个时刻正在执行的当前方法就是虚拟机栈顶额栈帧。方法的执行就对应着栈帧在虚拟机栈中入栈和出栈的过程。

栈帧大小缺省为1M，可用参数-Xss调整大小，例如：-Xss256k

堆

几乎所有的对象对分配在这，也就是垃圾回收发生的主要区域，可用以下参数调整：

-Xms: 堆的最小值
-Xmx: 堆的最大值
-Xmn: 新生代的大小
-xx:NewSize: 新生代最小值
-xx:MaxSize: 新生代最大值
如：-Xmx256m

方法去/永久代

用于存储已经被虚拟机加载的类信息，常量（“zdy”，“123” 等），静态变量等数据；可以用以下参数调整：

jdk1.7及以前：-XX:PermSize;-XX:MaxPermSize;
jdk1.8以后： -XX:MetaspaceSize; -XX:MaxMetaspaceSize
jdk1.8以后大小就只受本机总内存的限制
如：-XX:MaxMetaspaceSize=3M

直接内存

不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是java虚拟机规范中定义的内存区域；如果使用NIO，这块区域会被频繁使用，在java堆内可以使用directByteBuffer对象直接引用并操作；
这块内存不受java堆大小限制，但受本机总内存的限制，可以通过-XX:MaxDirectMemorySize来设置（默认与堆内存最大值一样），所以也会出现oom（内存溢出）异常

各个版本内存区域的变化

• jdk1.6: 运行时常量池在方法区中

  
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• jdk1.7： 运行时常量池在堆中

  
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• jdk1.8： 运行时常量池在堆中，方法区变成元空间

  
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• 站在线程角度来看

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深入辨析堆和栈

功能

• 一栈帧的凡是存储方法调用的过程，并存储方法调用的过程中基本数据类型的变量（int，short，long，byte，float，double，boolean，char等）以及对象的引用变量，其内存分配在栈上，变量出了作用域就会自动释放；
• 而堆内存是用来存储java中的对象。无论是变量，还是类变量，他们指向的对象都是存储在堆内存中；

线程独享还是共享

• 栈内存归属于单线程，每个线程都会有一个栈内存，其存储的变量只能在其所属线程中可见，即栈内存可以理解成线程的私有内存。
• 堆内存中的对象对所有线程可见。堆内存中的对象可以被所有线程访问

空闲大小

• 栈内存要远远小于堆内存

栈上分配

• 虚拟机提供的一种优化技术，基本思想是：对于线程私有的对象，将它打撒分配在栈上，而不是分配在堆上。好处是对象跟着方法调用自行销毁，不进行垃圾回收，提高新能
• 栈上分配需要的技术基础，逃逸分析。逃逸分析的目的判断对象的作用域是否会逃逸出方法体。。

代码如下

package com.enjoy.cap1;

public class StackAlloc {
    
    public static class User{
        
        public int id = 0;
    }
    
    public static void alloc() {
        
        User user = new  User();
        user.id = 5;
    }

    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            alloc();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println((end-start)+"ms");
    }

}

编译变量环境设置

-server -Xmx10m -Xms10m -XX:+PrintGC -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+EliminateAllocations -XX:-UseTLAB

运行结果：

[GC (Allocation Failure)  2047K->680K(9728K), 0.0007156 secs]
4ms

不是用逃逸分析：

-server -Xmx10m -Xms10m -XX:+PrintGC -XX:-DoEscapeAnalysis -XX:+EliminateAllocations -XX:-UseTLAB

[GC (Allocation Failure)  2840K->792K(9728K), 0.0002678 secs]
[GC (Allocation Failure)  2840K->792K(9728K), 0.0002149 secs]
[GC (Allocation Failure)  2840K->792K(9728K), 0.0003496 secs]
1231ms

从实验找那个两个时间来看，使用逃逸分析比没有使用逃逸分析要快1227ms

• 如何启用线上分配

-server : jvm运行的模式之一，server模式才能进行逃逸分析，jvm运行模式还有 mix/client
-Xmx10m 和 -Xms10m ：堆的大小
-XX:+DoEscapeAnalysis ：启动逃逸分析（默认为打开）
-XX:+EliminateAllocations ：标量替换（默认为打开）
-XX:-UseTLAB 关闭本地线程分配缓冲
TLAB： ThreadLocalAllocBuffe，具体解释参见下文《虚拟机中的对象---对象的分配----2）》

• 对栈上分配发生影响的参数就是三个。-server，-XX:DoEscapeAnalysis和-XX:+EliminateAllocations,任何一个发生变化都不会发生栈上分配，因为启动逃逸分析和标量替换默认是打开，所有，在我们例子中，JVM的电参数只用-server一样可以有栈上替换的效果

元数据空间

受本机内存的影响

直接内存

受本机内存的影响