JVM（类加载机制/运行时数据区/JIT）
2020-10-13 16:35:28 0 举报AI智能生成
JVM虚拟机
作者其他创作
大纲/内容
Java内存模型
JMM
JMM是一套规范，规定了所有的变量都存储在主内存中，每个线程还有自己的工作内存
线程的工作内存中保存了该线程使用到主内存中的变量拷贝，线程对变量的所有操作都
必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量
必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量
不同线程之间无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间的通信均需要在主内存完成
线程安全的特性
原子性
可见性
有序性
类加载机制
(按需加载)
(按需加载)
加载过程
生命周期
生命周期
加载：将二进制class文件加载到内存
验证：确保类加载的正确性(文件格式、元数据、字节码、符号引用等)
准备：为静态变量分配内存，默认值
解析：把符号引用转化为直接引用
初始化：为静态变量赋初始值
使用、卸载
类加载器
种类
启动类加载器：Bootstrap Classloader
加载 JAVA_HOME/jre/lib 下的文件
扩展类加载器：Extension ClassLoader
加载 JAVA_HOME/jre/lib/ext 下的文件
应用程序类加载器：Application ClassLoader
也叫系统类加载器：System ClassLoader
也叫系统类加载器：System ClassLoader
工作中接触最多的类加载器
加载 classpath 下的文件
加载 classpath 下的文件
自定义类加载器：必须继承 ClassLoader
作用
将类的字节码文件从JVM外部加载到内存中
确定一个类的唯一性
提供隔离特性，为中间件开发者提供便利（例如Tomcat）
双亲委派机制
优先委托父类加载，父类不能加载时才自己加载
作用：不重复加载，安全，防止系统类被修改
运行时数据区
方法区（理论）
永久代/元空间
永久代/元空间
线程共享，用于存储已被虚拟机加载的类信息、常
量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据
量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据
永久代和元空间的区别？
jdk1.7以前叫永久代，jdk1.8开始叫元空间
永久代是存放在堆区的，元空间存在于直接内存（操作系统内存）
元空间的调优
最小、最大元空间设置成一样大
大小设置为物理内存的 1/32
预留20%-30%的空间
堆
存放对象实例，所有线程共享
GC的主要工作场所
栈
线程私有，描述的是 Java 方法执行的内存模型
每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧用于存储
局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息
局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息
每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应
着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程
着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程
本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈类似，只不过虚拟机栈是为
Java方法提供服务，本地方法栈是为native方法服务
Java方法提供服务，本地方法栈是为native方法服务
程序计数器
线程私有，实现流程控制和记录执行位置
如果当前正在执行的是本地方法则程序计数器为空
JVM调优
栈内存溢出
StackOverflowError
StackOverflowError
原因：栈的内存大小不允许动态扩展，当线程请求栈的深度超过当前Java虚拟机栈的最大深度
解决：检测是否有死循环，修复代码 bug
堆内存溢出
OutOfMemory
OutOfMemory
原因：堆内存被用光，或者内存泄漏堆积导致
OOM
对象太多(Java heap space)
使用 -Xmx 增加堆内存大小，修复内存泄露
GC回收超时(GC overhead limit exceeded)
使用 -XX:-UseGCOverheadLimit 取消 GC 开销限制
本地内存不足(Direct buffer memory)
打印的堆栈跟踪信息，使用操作系统本地工具进行诊断
线程太多(unable to create new native thread)
减少堆内存或线程栈的大小来达到创建更多线程的目的
元空间内存不足(Metaspace)
使用-XX: MaxMetaSpaceSize 增加 metaspace 大小
内存泄漏
原因：程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间
内存泄露排查
检测是否频繁发生Full GC
使用 jps -l 获取 pid
使用 jstack -gcutil pid 1000
每1000毫秒查询一次
gcutil：已使用空间占总空间的百分比
使用 jmap 生成堆转储快照文件 jmap -histo:live pid
通过MAT查看Histogram图即可找出是哪块代码
线程死锁
四个必要条件
互斥、请求和保持、不可剥夺、环路等待
预防死锁
破坏四个必要条件中任意一个都可以
指定加锁顺序、设置超时时间
银行家算法
保证系统动态分配资源后不进入不安全状态
死锁检测工具
Jstack和Jconsole
调优工具
JDK自带Jstat、Jinfo、Jmap、Jhat、Jstack
JvisualVM、Jconsole
阿里巴巴JVM调优工具：ArtThas
GC日志分析工具
GCEasy
GCViewer
故障定位
系统CPU占用过高
先用top命令找到CPU占比最高的应用进程
ps -ef | grep ** 或 jps -l 获得进程编号 pid
ps -mp pid -o THREAD,tid,time 获取线程编号
或者使用 top -Hp pid（H:显示线程信息）
或者使用 top -Hp pid（H:显示线程信息）
将获取到的线程ID转换为16进制格式(英文小写)
最后使用 jstack pid | grep tid -A60
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