JVM快速入门学习笔记（二）

news2024/11/17 5:31:49

临近过年，事太多，学习效率也好低，最近已经好久没搞学习了，发篇简单的学习笔记意思下吧

5. 沙箱安全机制

Java安全模型的核心就是Java沙箱（sandbox），什么是沙箱？沙箱是一个限制程序运行的环境。沙箱机制就是将 Java 代码限定在虚拟机(JVM)特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问，通过这样的措施来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。沙箱主要限制系统资源访问，那系统资源包括什么？——CPU、内存、文件系统、网络。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也可以不一样。

所有的Java程序运行都可以指定沙箱，可以定制安全策略。

6. Native

凡是带了native 关键字的，说明java的作用范围达不到了，会去调用底层C 语言的库。
凡是带了native 关键字的，会进入本地方法栈。

调用本地接口：JNI
JNI作用：扩展Java的使用，融合不同的编程语言为Java 所用！最初C、C++
它在内存区域中专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack，登记native 方法
在最终执行的时候去加载本地方法库的方法，通过JNI

本地方法接口（JNI）Java Native Interface
Native Method Stack（本地方法栈）：登记native 方法，在执行引擎（Execution Engine）执行的时候。通过JNI 加载**本地方法库(Native Libraies)**中的方法。在企业级应用中少见，与硬件有关应用：java程序驱动打印机，系统管理生产设备等，掌握即可

CAS源码实现也用到了JNI：https://itcgg.blog.csdn.net/article/details/128668246

private native void start0();

调用其他接口：Scoket 、WebService~http

7. PC寄存器

程序计数器: Program Counter Register：

每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码 ( 用来存储指向下一条指令的地址，也即将要执行的指令代码 )，在执行引擎读取下一条指令,是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不计。

8. 方法区

Method Area方法区：

方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义,简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，此区域属于共享区间；

静态变量、常量、类信息(构造方法、接口定义)、运行时的常量池存在方法区中，但是实例变量存在堆内存中，和方法区无关。
如：static，final，Class（类模板）, 常量池

面试题：一张白纸，画出对象实例化过程的内存图。（主要是考你对JVM的理解）

栈，堆，方法区的交互

在这里插入图片描述

8.1 方法区概念

Hotspot虚拟机，方法区有个别称non-heap（非堆），方法区可以看作是一块独立于堆的内存空间

方法区与java堆一样，是各个线程共享的内存区域
方法区在jvm启动的时候被创建，并且它的实际的物理内存空间中和java堆区一样都是可以不连续的
方法区的大小，跟堆空间一样，可以选择固定大小或者扩展
方法区的大小决定了系统可以保存多少个类，如果系统定义了太多的类，导致方法区溢出，虚拟机同样会抛出内存溢出错误java8以前（java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space）或者java8以后（java.lang.OutOfMemoryError:Metaspace）
关闭jvm就会释放这个区域的内存

8.2 处理OOM

OOM或者heap space异常，一般使用内存映像分析工具对dump出来的堆存储快照分析，分析是内存泄漏还是内存溢出
如果是内存泄漏，可进一步通过查看GC roots的引用链，查找到泄漏对象是通过怎样的路径与GC Roots相关联并导致垃圾收集器无法自动回收。
如果不是内存泄漏，那就是说对象必须存活，此时需要增加虚拟机的参数（-Xmx和-Xms）。

8.3 方法区内部结构

方法区存储信息主要：类型信息，域（Field）信息，方法（Method）信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码缓存

8.3.1 类型信息

对每个加载的类型（类class、接口、枚举、注解），jvm必须在方法区存储以下类型信息

类型的完整有效名称（全名=包名.类名）
类型直接父类的完整有效名（接口和java.lang.Object，没有父类）
类型的修饰符（public，abstract，final的某个子集）
类型直接接口的一个有序列表

8.3.2 域（Field）信息

保存类型的所有域的相关信息以及域的声明顺序
域的相关信息：域名称，域类型，域修饰符（public，private，protected，static，final，volatile，transient）

8.3.3 方法（Method）信息

jvm保存所有方法的以下信息，同域信息一样的包括声明顺序

方法名称
方法返回参数（或者void）
方法参数的数量和类型（按顺序）
方法的修饰符（public，private，protected，static，final，synchronized，native，abstract）
方法的字节码，操作数栈、局部变量表及大小（abstract和native除外）
异常表（abstract和native除外），每个异常处理的开始位置，结束位置，代码处理在程序计数器中的偏移地址、被捕获的异常类的常量池索引。

8.3.4 常量池

一个有效的字节码文件除了包含类的版本信息，字段，方法以及接口等描述信息外，还包含一项信息那就是常量池，包含各种字面量（数量值，字符串值）和对类型（类），域和方法的符号引用。

常量池，可以看作是一个表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名，方法名，参数类型，字面量等类型

作用

一个java源文件的类，接口，编译后产生一个字节码文件。而java中字节码需要数据支持，通常这种数据会很大以至于不能直接存储在字节码里，换一种方式，可以存储到常量池里。

8.3.5 方法区的垃圾回收

方法区的回收效果不好，尤其是对类型的卸载，条件很苛刻，但是回收方法区又是必要的。

方法区的垃圾回收主要回收两部分
- 常量池中废弃的常量
- 不再使用的类型，需要将其卸载
判定一个类型是否能被卸载的条件
- 该类所有的实例都已经被回收，java堆中不存在该类以及任何派生子类的实例
- 加载该类的加载器已经被回收。
- 该类对应的java.lang.Class对象没有任何地方被引用，没有任何地方通过反射访问该类的方法