詳解JVM系列之內存模型
1. 內存模型和運行時數(shù)據(jù)區(qū)
這一章學習java虛擬機內存模型（Java Virtual machine menory model），可以這樣理解，jvm運行時數(shù)據(jù)庫是一種規(guī)范，而JVM內存模型是對改規(guī)范的實現(xiàn)
java虛擬機重點存儲數(shù)據(jù)的是堆和方法區(qū)，所以本章節(jié)也重點從這兩個方面進行比較詳細描述。堆和方法區(qū)是內存共享的，而java虛擬機棧、Native方法棧、程序計數(shù)器是線程私有的
2、思維導圖和圖例
一個是非堆區(qū)（方法區(qū)），方法區(qū)也一般被稱之為“永久代”。另外一個是堆區(qū)，分為young區(qū)和old區(qū)，young區(qū)又分為兩個部分，一個是Eden區(qū)，一個是Survivor區(qū)（S0+S1），S0區(qū)也可以稱之From區(qū)，S1也可以稱之為To區(qū)
3、對象向JVM申請空間
4、為什么需要Survivor區(qū)?
為什么需要Survivor區(qū)?只有Eden不行嗎？
假設不設計出Survivor區(qū)，Eden區(qū)進行一次MinorGC，對象就直接被送到Old區(qū)，這樣一來Old區(qū)很快就被填滿，Old區(qū)一滿，就會進行FullGC（Old區(qū)會進行MajorGC，一般伴隨著MinorGC），F(xiàn)ullGC是很耗時的，所以設計出Survivor區(qū)的目的是減少對象被送到Old區(qū)，有一個過渡的Survivor區(qū)
補充：Minor GC:新生代
Major GC:老年代
Full GC:新生代+老年代
Eden:S1:S2是8:1:1
5、為什么需要兩個Survivor區(qū)?
需要兩個Survivor區(qū)的目的是為了避免內存碎片化。為什么這么說？
假設只設計出一個Survivor區(qū)，一旦Eden區(qū)滿了，就會進行Minor GC，Eden區(qū)存活的對象就會被移動到Survivor區(qū)，等下一次Eden區(qū)滿時候，問題就來了，進行MinorGC就將Eden區(qū)對象硬放到Survivor區(qū)，這樣就導致了對象所占的內存是不連續(xù)的
6、例子進行驗證
堆內存溢出
import lombok.Data;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
@RestController
public class HeapController {
List<Foo> list = new ArrayList<Foo>();
@GetMapping(value = {"heap"})
public String heapTest() {
while (true) {
list.add(new Foo());
}
}
@Data
class Foo {
String str;
}
}
訪問接口，出現(xiàn)內存溢出；
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
...
可以設置參數(shù)：比如-Xms64M -Xmx512M
方法區(qū)內存溢出
使用asm，maven配置：
<dependency> <groupId>asm</groupId> <artifactId>asm</artifactId> <version>3.3.1</version> </dependency>
編寫代碼，向方法區(qū)中添加Class的信息，注意，電腦性能不夠好，不要執(zhí)行此代碼，很容易，造成電腦重啟，太吃內存，也可以調小循環(huán)次數(shù)
import org.objectweb.asm.ClassWriter;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class MyMetaspace extends ClassLoader {
public static List<Class<?>> createClasses() {
List<Class<?>> classes = new ArrayList<Class<?>>();
for (int i = 0; i < 10000000; ++i) {
ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
cw.visit(Opcodes.V1_1, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null,
"java/lang/Object", null);
MethodVisitor mw = cw.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC, "<init>",
"()V", null, null);
mw.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
mw.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL, "java/lang/Object",
"<init>", "()V");
mw.visitInsn(Opcodes.RETURN);
mw.visitMaxs(1, 1);
mw.visitEnd();
MyMetaspace test = new MyMetaspace();
byte[] code = cw.toByteArray();
Class<?> exampleClass = test.defineClass("Class" + i, code, 0,
code.length);
classes.add(exampleClass);
}
return classes;
}
}
方法區(qū)測試接口：
import com.example.jvm.jvmexceptionexample.asm.MyMetaspace;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
@RestController
public class NonHeapController {
List<Class<?>> list = new ArrayList<Class<?>>();
@GetMapping(value = {"/noheap"})
public String noheap() {
while (true) {
list.addAll(MyMetaspace.createClasses());
}
}
}
java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method) ~[na:1.8.5_54]
處理方法，設置Metaspace的大小，比如-XX:MetaspaceSize=64M -XX:MaxMetaspaceSize=512M
Java虛擬機棧
在前面學習，java虛擬機棧是通過棧幀方式存儲，一個方法對應一個棧幀，按照隊列模式進棧，所以要測試程序導致java虛擬機棧出現(xiàn)問題，可以通過遞歸方法方式進行測試：
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class StackController {
public static long count = 0;
public static void add(long i) {
count ++ ;
add(i);
}
@GetMapping(value = {"stack"})
public void stack() {
add(1);
}
}
StackOverflow，棧溢出異常：
java.lang.StackOverflowError: null
at com.example.jvm.jvmexceptionexample.controller.StackController.add(StackController.java:14) ~[classes/:na]
處理方法，設置-Xss256k：設置每個線程的堆棧大小。JDK 5以后每個線程堆棧大小為1M，以前每個線程堆棧大小為256K
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