Java虚拟机学习笔记,基于JDK8（慢慢完善）

jvm架构图.png

对象分配

堆内对象分配

在对象分配时，JVM把TLAB作为首选，开发人员通过-XX：UserTLAB设置开启TLAB空间，TLAB空间非常小，占Eden区的1%，通过-XX：TLABWastrTargetPercent设置TLAB和Eden的百分比，一旦TLAB分类失败,JVM通过尝试加锁机制确保数据原子性，从而直接在Eden分配内存

垃圾收集

收集形式	收集区域	触发机制
Minor/Young GC	只是新生代的垃圾收集	年轻代空间不足时，仅当Eden满，幸存区满不出发GC，触发Young GC时会引起Stop the World
Major/Old GC	只是老年代的垃圾收集(只有CMS GC会有单独收集老年代的行为)	出现 Major GC 经常伴随至少一次的Minor GC(Parallel Scavenge收集齐直接进行Major GC)，如果Major GC后内存不足，就OOM
Mixed GC	收集整个新生代以及部分老年代
Full GC	收集整个java堆和方法区(G1)	①调用System.gc()，不一定执行②老年代空间不足③方法区空间不足④通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存⑤由Eden，S0向S1复制时，对象大小大于S1可用内存，将对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

虚拟机栈

虚拟机栈里存放了运行时方法的栈帧，每个栈帧中包括有局部变量表(LA),操作数栈(OS),动态链接(DL),返回地址(RA)

局部变量表：

为什么静态方法中不能使用 this 关键字

编译报错
非static方法包含this局部变量

操作数栈

JAVA虚拟机的执行引擎是基于栈的执行引擎
主要用于保存计算中间结果，作为计算过程中临时的存储空间，32bit类型占1个栈深度，64bit类型占两个栈深度。byte,short,char.int都按int存储

public class OprandStack {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int c = a + b;
        System.out.println(c);
    }
}

OprandStack.png

动态链接：把运行时的符号引用转换为调用方法的直接引用，指向运行时的常量池

getstatic是引用字段到#4，#4又指向（#29和#30）。从图中可以看到，#29指向了#36、#30指向了（#37，#38），方法里使用了System.out.println，所以最后是调用了常量池里的方法。
早期绑定：编译期就可以确定，且运行期保持不变。
晚期绑定：在编译器无法确定下来，只能在程序运行期根据实际类型绑定相关方法。

public class ListTest {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(3);
        list.add(4);
        list.add(5);
        list.stream().forEach((a)-> System.out.println(a));
    }
}

调用指令	作用
invokestatic	调用静态方法，解析阶段确定唯一方法版本
invokespecial	调用<init>方法、父类及私有方法，解析阶段确定方法唯一版本
invokevirtual	调用所有虚方法
invokeinterface	调用接口方法
invokeddynamic	动态解析出需要调用的方法，然后执行

前4条指令固化在虚拟机内部，方法的调用执行人为不可干预，invokeddynamic则是由用户确定方法版本，其中invokestatic和incokespecial调用的方法称为非虚方法，其余的(final除外)称为虚方法
反编译方法：找到class文件的位置，使用 javap -verbose/v 文件名

返回地址

存放调用该方法的pc寄存器的值，对应的下一条地址。如果方法正常结束，把返回地址返回给调用该方法的调用者。如果抛出异常，把异常返回调用方法。

public class ReturnAddress {
    public void method1() {
        classicmethod2();
        try {
            errormethod();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void classicmethod2() {
    }

    public void errormethod() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(100);
    }
}

method1
method2,3

method3抛出异常，异常处理就是在4-8行出现异常，直接到16行return

JVM常用参数

参数	作用
-Xss	设置栈空间大小
-XX:PrintFlagsInitial	查看所有参数默认值
-XX:printFlagsFinan	查看参数最终值
-Xms	初始堆空间内存(默认1/64)
-Xmx	最大空间内存(默认1/4)
-XX:NewRatio	配置新生代和老年代占比，默认1:2
-XX:SurvivorRatio	设置新生代和S0/S1比例，官方说默认8:1:1，实际不是
-XX:MaxTenuringThreshold	新生代到老年代的年龄阈值,默认15，因为只分配到了4个字节
-XX:+PrintGCDetails	输出详细GC日志
-XX:HandlePromotionFailure	是否设置空间分配担保
-XX:+DoEscapeAnalysis	开启逃逸分析，未逃逸对象会在栈上分配
-XX:MetaspaceSize	设置元空间大小
-XX:MaxMetaspaceSize	设置元空间最大值