JAVA应用程序开发之JVM基础

Posted 2021-04-17 不会coding

JVM 就是 java 虚拟机，包括一套字节码指令集，一组寄存器，一个栈，一个垃圾回收堆和一个存储方法域。Java 就是通过 JVM 来屏蔽系统差异，达到一次编译，处处运行能力的。

一般 Java 开发人员，是不需要了解 JVM 的。对 JVM 的参数进行调整， 比如最大堆尺寸、新生代切换到年老代的阀值， eden 和 survior 的比例等，这些决定了垃圾回收 young gc 和 full gc 的频率，对应用的性能会有影响的。

关于 JVM 相关的内容很多 , 本文仅作抛砖引玉 , 其他内容请大家自行学习 ( 推荐书籍《深入理解 java 虚拟机》 ) 。

类加载器（ ClassLoader ）（用来装载 .class 文件）

执行引擎（执行字节码，或者执行本地方法）

运行时数据区（方法区、堆、 java 栈、 PC 寄存器、本地方法栈）

PC 寄存器：

用于存储每个线程下一步将执行的 JVM 指令，如该方法为 native 的，则 PC 寄存器中不存储任何信息。

JVM 栈：

堆：

JVM 用来存储对象实例以及数组值的区域，可以认为 Java 中所有通过 new 创建的对象的内存都在此分配， Heap 中的对象的内存需要等待 GC 进行回收。

堆是 JVM 中所有线程共享的，因此在其上进行对象内存的分配均需要进行加锁，这也导致了 new 对象的开销是比较大的。

Sun Hotspot JVM 为了提升对象内存分配的效率，对于所创建的线程都会分配一块独立的空间 TLAB （ Thread Local Allocation Buffer ），其大小由 JVM 根据运行的情况计算而得，在 TLAB 上分配对象时不需要加锁，因此 JVM 在给线程的对象分配内存时会尽量的在 TLAB 上分配，在这种情况下 JVM 中分配对象内存的性能和 C 基本是一样高效的，但如果对象过大的话则仍然是直接使用堆空间分配

TLAB 仅作用于新生代的 Eden Space ，因此在编写 Java 程序时，通常多个小的对象比大的对象分配起来更加高效。

所有新创建的 Object 都将会存储在新生代 Yong Generation 中。如果 Young Generation 的数据在一次或多次 GC 后存活下来，那么将被转移到 OldGeneration 。新的 Object 总是创建在 Eden Space 。

方法区域（ Method Area ）

在 Sun JDK 中这块区域对应的为 PermanetGeneration ，又称为持久代。

方法区域存放了所加载的类的信息（名称、修饰符等）、类中的静态变量、类中定义为 final 类型的常量、类中的 Field 信息、类中的方法信息，当开发人员在程序中通过 Class 对象中的 getName 、 isInterface 等方法来获取信息时，这些数据都来源于方法区域，同时方法区域也是全局共享的，在一定的条件下它也会被 GC ，当方法区域需要使用的内存超过其允许的大小时，会抛出 OutOfMemory 的错误信息。

运行时常量池（ Runtime Constant Pool ）：

存放的为类中的固定的常量信息、方法和 Field 的引用信息等，其空间从方法区域中分配。

本地方法堆栈（ Native Method Stacks ）：

JVM 采用本地方法堆栈来支持 native 方法的执行，此区域用于存储每个 native 方法调用的状态。

使用 this.getClass.getClassLoader() 获取类加载器，类进入 JVM 之前会经过 ClassLoader ，因此可以使用其进行安全性校验；加密；对自己代码进行归档整理；自展开程序 ( 无需安装 , 直接在内存中自行展开 ) ；动态生成类。

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