Java--内存模型

JVM内存模型——JDK8如下图所示：

内存模型

• 线程私有：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈
• 线程共享：MetaSpace、Java堆

程序计数器（PC）

• 当前线程所执行的字节码行号指示器（逻辑）
• 通过改变计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令
• 和线程是一对一的关系即“线程私有”
• 对Java方法计数，如果是Native方法则计数器的值为Undefined
• 不会发生内存泄漏

Java虚拟机栈（Stack）

• Java方法执行的内存模型
• 包含多个栈帧（一个栈帧包括局部变量表、操作栈、动态链接、返回地址等，方法的调用即 对于栈帧从虚拟机Stack中入栈到出栈的过程）
• 当线程请求的栈深度超过最大值，会抛出 StackOverflowError 异常；
• 栈进行动态扩展时如果无法申请到足够内存，会抛出 OutOfMemoryError 异常。

本地方法栈

• 与虚拟机栈相似，主要作用于标注了native的方法。

元空间（MetaSpace）

• 用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量。

元空间（MetaSpace）和永久代（PermGen）的区别？

• 均是方法区（JVM的一种规范）的实现
• JDK8后元空间替代了永久代
• 元空间使用本地内存，而永久代使用的是jvm内存，这解决了空间不足的问题。

MetaSpace相比PermGen的优势？

• 字符串常量池（JDK1.7开始移动到Java堆中）存在与永久代中，容易出现性能问题和内存溢出
• 类的方法的信息大小难以确定，给永久代的大小的指定带来了困难
• 永久代会为GC带来不必要的复杂性
• 方便HotSpot与其他JVM如Jrockit的集成（因为永久代是HotSpot独有的）

Java堆（Heap）

• 是对象实例的分配区域
• GC管理的主要区域

JVM三大性能调优参数-Xms、-Xmx、-Xss的含义？

java -Xms128m -Xmx128m -Xss256k -jar xxx.jar

• -Xss：每个线程堆栈的大小。一般情况下256K是足够了。影响了此进程中并发线程数大小
• -Xms：堆的初始值
• -Xmx：堆能达到的最大值

一般将-Xms与-Xmx设置为同样的数值，避免堆扩容时发生的内存抖动，影响程序的稳定性。

内存分配策略

• 静态存储：编译时确定每个数据目标在运行时的存储空间需求
• 栈式存储：数据区需求在编译时未知，在运行时模块入口前确定
• 堆式存储：编译时或运行时模块入口都无法确定需求，需要动态分配

Java内存模型中堆和栈的区别与联系？

• 联系：引用对象、数组时，栈里定义变量来保存堆中目标的首地址
• 管理方式：栈自动释放，堆需要GC
• 空间大小：一般栈比堆小
• 碎片相关：栈产生的内存碎片远小于堆
• 分配方式：栈支持静态和动态分配，而堆仅支持动态分配
• 效率：栈的效率比堆高（栈只有入栈与出栈）

元空间、堆、线程独占部分的联系--内存角度

代码
内存

请解释下JDK6和JDK6+下intern（）方法的区别？

• JDK6：当调用intern方法时，如果字符串常量池先前已创建出该字符串对象，则返回池中的该字符串的引用。否则将此字符串对象添加到字符串常量池中，并且返回该字符串对象的引用。
• JDK6+：当调用intern方法时，如果字符串常量池先前已创建出该字符串对象，则返回池中该字符串的引用。否则，如果该字符串对象已经存在与Java堆中，则将堆中对此对象的引用添加到字符串常量池中，并且返回该引用；如果堆中不存在该对象，则在字符串常量池中创建该字符串并返回其引用。
  实例，分别说出在JDK6和JDK6+下，下面程序的输出结果。

public class InternDifference {
    public static void main(String[] args) {
        String s = new String("a"); 
        s.intern(); 
        String s2 = "a";
        System.out.println(s == s2);

        String s3 = new String("a") + new String("a");
        s3.intern();
        String s4 = "aa";
        System.out.println(s3 == s4);
    }
}

JDK6：false，false。原因如下：

public class InternDifference {
    public static void main(String[] args) {
        //1.字符串常量池中创建“a”
        //2.堆中创建一个对象“a”
        String s = new String("a");
        //3.尝试将对象“a”放入常量池中，失败，返回常量池中“a”的引用
        s.intern();
        //4.常量池中有“a”，返回其引用
        String s2 = "a";
        //5.比较堆中地址和常量池中的地址，故为false
        System.out.println(s == s2);

        //6.由于字符串常量池池中有“a”，故不再添加"a"到池中
        //7.创建对象“aa”在堆中
        String s3 = new String("a") + new String("a");
        //8.尝试将“aa”放入到池中，成功，返回对其的引用
        s3.intern();
        //9.常量池中有"aa",返回对其的引用
        String s4 = "aa";
        //10.比较堆中地址和常量池中的地址，故为false
        System.out.println(s3 == s4);
    }
}

JDK6+：false，true。原因如下：

public class InternDifference {
    public static void main(String[] args) {
        //1.字符串常量池中创建“a”
        //2.堆中创建一个对象“a”
        String s = new String("a");
        //3.尝试将对象“a”放入常量池中，失败，返回常量池中“a”的引用
        s.intern();
        //4.常量池中有“a”，返回其引用
        String s2 = "a";
        //5.比较堆中地址和常量池中的地址，故为false
        System.out.println(s == s2);

        //6.由于字符串常量池池中有“a”，故不再添加"a"到池中
        //7.创建对象“aa”在堆中
        String s3 = new String("a") + new String("a");
        //8.尝试将“aa”放入到池中，由于常量池中已经有“aa”所以将常量池中“aa”的引用赋给s3对象
        s3.intern();
        //9.常量池中有"aa",返回对其的引用本质就是上一步堆中"aa"的引用
        String s4 = "aa";
        //10.比较堆中同一个地址，故为true
        System.out.println(s3 == s4);
    }
}