【个人学习】JVM(7)：方法区概述、方法区内部结构、垃圾回收等

news2024/11/24 3:21:11

方法区

栈、堆、方法区的交互关系

从线程共享与否的角度来看

ThreadLocal：如何保证多个线程在并发环境下的安全性？典型场景就是数据库连接管理，以及会话管理。

栈、堆、方法区的交互关系

下面涉及了对象的访问定位

  1. Person 类的 .class 信息存放在方法区中
  2. person 变量存放在 Java 栈的局部变量表中
  3. 真正的 person 对象存放在 Java 堆中
  4. 在 person 对象中，有个指针指向方法区中的 person 类型数据，表明这个 person 对象是用方法区中的 Person 类 new 出来的

方法区的理解

官方文档：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-2.html#jvms-2.5.4

方法区在哪里？

  1. 《Java虚拟机规范》中明确说明：尽管所有的方法区在逻辑上是属于堆的一部分，但一些简单的实现可能不会选择去进行垃圾收集或者进行压缩。但对于HotSpotJVM而言，方法区还有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的就是要和堆分开。
  2. 所以，方法区可以看作是一块独立于Java堆的内存空间。

方法区的基本理解

方法区主要存放的是 Class，而堆中主要存放的是实例化的对象

  1. 方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域。多个线程同时加载统一个类时，只能有一个线程能加载该类，其他线程只能等等待该线程加载完毕，然后直接使用该类，即类只能加载一次。
  2. 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堆区一样都可以是不连续的。
  3. 方法区的大小，跟堆空间一样，可以选择固定大小或者可扩展。
  4. 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：java.lang.OutofMemoryError:PermGen space或者java.lang.OutOfMemoryError:Metaspace
    • 加载大量的第三方的jar包
    • Tomcat部署的工程过多（30~50个）
    • 大量动态的生成反射类
  5. 关闭JVM就会释放这个区域的内存。

代码举例

public class MethodAreaDemo {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        System.out.println("start...");
        try {
   
            Thread.sleep(1000000);
        } catch (InterruptedException e) {
   
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("end...");
    }
}

简单的程序，加载了1600多个类

HotSpot方法区演进

  1. 在 JDK7 及以前，习惯上把方法区，称为永久代。JDK8开始，使用元空间取代了永久代。我们可以将方法区类比为Java中的接口，将永久代或元空间类比为Java中具体的实现类
  2. 本质上，方法区和永久代并不等价。仅是对Hotspot而言的可以看作等价。《Java虚拟机规范》对如何实现方法区，不做统一要求。例如：BEAJRockit / IBM J9 中不存在永久代的概念。
    • 现在来看，当年使用永久代，不是好的idea。导致Java程序更容易OOm（超过-XX:MaxPermsize上限）
  3. 而到了JDK8，终于完全废弃了永久代的概念，改用与JRockit、J9一样在本地内存中实现的元空间（Metaspace）来代替
  4. 元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代最大的区别在于：元空间不在虚拟机设置的内存中，而是使用本地内存。
  5. 永久代、元空间二者并不只是名字变了，内部结构也调整了
  6. 根据《Java虚拟机规范》的规定，如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OOM异常

设置方法区大小与 OOM

方法区的大小不必是固定的，JVM可以根据应用的需要动态调整。

JDK7及以前(永久代)

  1. 通过-XX:Permsize来设置永久代初始分配空间。默认值是20.75M
  2. -XX:MaxPermsize来设定永久代最大可分配空间。32位机器默认是64M，64位机器模式是82M
  3. 当JVM加载的类信息容量超过了这个值，会报异常OutofMemoryError:PermGen space。

JDK8及以后(元空间)

JDK8 版本设置元空间大小

  1. 元数据区大小可以使用参数 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 指定

  2. 默认值依赖于平台，Windows下，-XX:MetaspaceSize 约为21M，-XX:MaxMetaspaceSize的值是-1，即没有限制。

  3. 与永久代不同，如果不指定大小，默认情况下，虚拟机会耗尽所有的可用系统内存。如果元数据区发生溢出，虚拟机一样会抛出异常OutOfMemoryError:Metaspace

  4. -XX:MetaspaceSize：设置初始的元空间大小。对于一个 64位 的服务器端 JVM 来说，其默认的 -XX:MetaspaceSize值为21MB。这就是初始的高水位线，一旦触及这个水位线，Full GC将会被触发并卸载没用的类（即这些类对应的类加载器不再存活），然后这个高水位线将会重置。新的高水位线的值取决于GC后释放了多少元空间。如果释放的空间不足，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。如果释放空间过多，则适当降低该值。

  5. 如果初始化的高水位线设置过低，上述高水位线调整情况会发生很多次。通过垃圾回收器的日志可以观察到Full GC多次调用。为了避免频繁地GC，建议将-XX:MetaspaceSize设置为一个相对较高的值。

方法区OOM

举例：

代码：OOMTest 类继承 ClassLoader 类，获得 defineClass() 方法，可自己进行类的加载

/**
 * jdk6/7中：
 * -XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m
 *
 * jdk8中：
 * -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m
 *
 */
public class OOMTest extends ClassLoader {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        int j = 0;
        try {
   
            OOMTest test = new OOMTest();
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
   
                //创建ClassWriter对象，用于生成类的二进制字节码
                ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
                //指明版本号，修饰符，类名，包名，父类，接口
                classWriter.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null, "java/lang/Object", null);
                //返回byte[]
                byte[] code = classWriter.toByteArray();
                //类的加载
                test.defineClass("Class" + i, code, 0, code.length);//Class对象
                j++;
            }
        } finally {
   
            System.out.println(j);
        }
    }
}

不设置元空间的上限

使用默认的 JVM 参数，元空间不设置上限

输出结果：

10000

设置元空间的上限

JVM 参数

-XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m

输出结果：

8531
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
	at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
	at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:763)
	at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:642)
	at com.atguigu.java.OOMTest.main(OOMTest.java:29)

如何解决OOM

这个属于调优的问题，这里先简单的说一下

  1. 要解决OOM异常或heap space的异常，一般的手段是首先通过内存映像分析工具（如Ec1ipse Memory Analyzer）对dump出来的堆转储快照进行分析，重点是确认内存中的对象是否是必要的，也就是要先分清楚到底是出现了内存泄漏（Memory Leak）还是内存溢出（Memory Overflow）
  2. 内存泄漏就是有大量的引用指向某些对象，但是这些对象以后不会使用了，但是因为它们还和GC ROOT有关联，所以导致以后这些对象也不会被回收，这就是内存泄漏的问题
  3. 如果是内存泄漏，可进一步通过工具查看泄漏对象到GC Roots的引用链。于是就能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它们的。掌握了泄漏对象的类型信息，以及GC Roots引用链的信息，就可以比较准确地定位出泄漏代码的位置。
  4. 如果不存在内存泄漏，换句话说就是内存中的对象确实都还必须存活着，那就应当检查虚拟机的堆参数（-Xmx与-Xms），与机器物理内存对比看是否还可以调大，从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长、持有状态时间过长的情况，尝试减少程序运行期的内存消耗。

方法区的内部结构

方法区存储什么？

概念

《深入理解Java虚拟机》书中对方法区（Method Area）存储内容描述如下：它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等。

类型信息

对每个加载的类型（类class、接口interface、枚举enum、注解annotation），JVM必须在方法区中存储以下类型信息：

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

域（Field）信息

也就是我们常说的成员变量，域信息是比较官方的称呼

  1. JVM必须在方法区中保存类型的所有域的相关信息以及域的声明顺序。

  2. 域的相关信息包括：域名称，域类型，域修饰符（public，private，protected，static，final，volatile，transient的某个子集）

方法（Method）信息

JVM必须保存所有方法的以下信息，同域信息一样包括声明顺序：

  1. 方法名称
  2. 方法的返回类型（包括 void 返回类型），void 在 Java 中对应的为 void.class
  3. 方法参数的数量和类型（按顺序）
  4. 方法的修饰符（public，private，protected，static，final，synchronized，native，abstract的一个子集）
  5. 方法的字节码（bytecodes）、操作数栈、局部变量表及大小（abstract和native方法除外）
  6. 异常表（abstract和native方法除外），异常表记录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
举例
**
 * 测试方法区的内部构成
 */
public class MethodInnerStrucTest extends Object implements Comparable<String>,Serializable {
   
    //属性
    public int num = 10;
    private static String str = "测试方法的内部结构";
    //构造器
    //方法
    public void test1(){
   
        int count = 20;
        System.out.println("count = " + count);
    }
    public static int test2(int cal){
   
        int result = 0;
        try {
   
            int value = 30;
            result = value / cal;
        } catch (Exception e) {
   
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }

    @Override
    public int compareTo(String o) {
   
        return 0;
    }
}

javap -v -p MethodInnerStrucTest.class > test.txt

  • 反编译字节码文件，并输出值文本文件中，便于查看。参数 -p 确保能查看 private 权限类型的字段或方法

字节码：

Classfile /F:/IDEAWorkSpaceSourceCode/JVMDemo/out/production/chapter09/com/atguigu/java/MethodInnerStrucTest.class
  Last modified 2020-11-13; size 1626 bytes
  MD5 checksum 0d0fcb54854d4ce183063df985141ad0
  Compiled from "MethodInnerStrucTest.java"
//类型信息      
public class com.atguigu.java.MethodInnerStrucTest extends java.lang.Object implements java.lang.Comparable<java.lang.String>, java.io.Serializable
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #18.#52        // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Fieldref           #17.#53        // com/atguigu/java/MethodInnerStrucTest.num:I
   #3 = Fieldref           #54.#55        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   #4 = Class              #56            // java/lang/StringBuilder
   #5 = Methodref          #4.#52         // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
   #6

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/2061927.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

基于web的铁路订票管理系统

基于web的铁路订票管理系统

TOC springboot347基于web的铁路订票管理系统--论文 研究背景 近年来&#xff0c;由于计算机技术和互联网技术的飞速发展&#xff0c;所有企事业单位内部都是数字化、信息化、无纸化的发展趋势&#xff0c;随着这种趋势的发展&#xff0c;各种决策系统、辅助系统也应运而生&…
阅读更多...
计量自动化终端上行通信规约

计量自动化终端上行通信规约

物理层 TCP 和 UDP 的传输接口 该类接口的登录链接和心跳检测采用链路测试服务&#xff0c;链路测试周期可设定。 参见 TCP/IP 协议规范。 串行通信传输接口 字节传输按异步方式进行&#xff0c;它包含 8 个数据位、1 个起始位“0”、1 个偶校验位 P 和 1 个停止位“1”。 …
阅读更多...
SEO优化：如何优化自己的文章，解决搜索引擎不收录的问题

SEO优化：如何优化自己的文章，解决搜索引擎不收录的问题

可以使用bing的URL检查&#xff0c;来检查自己的文章是不是负荷收录准测&#xff0c;如果页面有严重的错误&#xff0c;搜索引擎是不会进行收录的&#xff0c;而且还会判定文章为低质量文章&#xff01; 检查是否有问题。下面的页面就是有问题&#xff0c;当然如果是误报你也可…
阅读更多...
yolov5和yolov7车牌识别检测（可检测黄牌、绿牌、双层车牌等各种车牌，准确率高，提供界面）

yolov5和yolov7车牌识别检测（可检测黄牌、绿牌、双层车牌等各种车牌，准确率高，提供界面）

实现一个车牌识别系统&#xff0c;使用YOLOv5和YOLOv7这两种不同的模型来进行车牌的检测。下面我将提供一个完整的项目概述&#xff0c;包括模型训练脚本、车牌识别代码以及两个GUI界面&#xff0c;分别用于处理静态图片和实时视频流 1. 模型训练 YOLOv5 和 YOLOv7 的训练脚本…
阅读更多...
Flask条件查询接口出现SQL注入，使用参数化查询:写法的解决方案（附带企业级开发实际例子与经验分享）

Flask条件查询接口出现SQL注入，使用参数化查询:写法的解决方案（附带企业级开发实际例子与经验分享）

背景&#xff1a; 一个接口出现了SQL注入&#xff0c;条件查询场景下出现&#xff0c;形如下图 解决问题时&#xff0c;我们先要问&#xff0c;什么是SQL注入&#xff1f; 下面的资料有助于针对SQL注入是什么、如何验证SQL注入解决成功了&#xff0c;提供一些思路&#xff0c…
阅读更多...
【功能自动化】进阶版——使用mysql数据表获取参数，并批量更新数据

【功能自动化】进阶版——使用mysql数据表获取参数，并批量更新数据

环境搭建&#xff1a; 1.需要配置WebTours网站 2.安装pymysql pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pymysql 3.mysql数据表user表内容 实现代码 # 导入包 from selenium import webdriver from selenium.webdriver.support.select import Select f…
阅读更多...
Keil C51 插件 检测变量名引用不统一

Keil C51 插件 检测变量名引用不统一

此插件解决的问题 Keil 插件 -- Python 代码 import chardet, sys, glob import re# 变量名字典 key--数据名 value--数据s类型 variable_dic {} # 报错变量名字典 error_dic {}def add_key(key, value):if key in variable_dic:error_dic[key] valueelse:variable_dic[key…
阅读更多...
【js】各类前端输入校验方法

【js】各类前端输入校验方法

使用方式&#xff1a; 源码&#xff1a; //电话号码 export const checkModbile (rule,value,callback)>{if(value undefined){callback();return;} if(value.length 11){var reg /^1[3,4,5,6,7,8,9][0-9]{9}$/;}else if(value.length 13 || value.length 8 || valu…
阅读更多...
SQL 二阶注入 （injection 第二十四关）

SQL 二阶注入 （injection 第二十四关）

简介 SQL注入&#xff08;SQL Injection&#xff09;是一种常见的网络攻击方式&#xff0c;通过向SQL查询中插入恶意的SQL代码&#xff0c;攻击者可以操控数据库&#xff0c;SQL注入是一种代码注入攻击&#xff0c;其中攻击者将恶意的SQL代码插入到应用程序的输入字段中&am…
阅读更多...
聚星文社推文软件

聚星文社推文软件

聚星文社软件是一款面向作家和读者的社交平台&#xff0c;聚星文社https://iimenvrieak.feishu.cn/docx/ZhRNdEWT6oGdCwxdhOPcdds7nof 致力于为用户提供创作、交流和阅读的全方位服务。 作家可以在平台上发布自己的作品&#xff0c;与读者们进行互动和交流。 读者们则可以在平台…
阅读更多...
基于ssm+vue+uniapp的医院挂号预约系统小程序

基于ssm+vue+uniapp的医院挂号预约系统小程序

开发语言&#xff1a;Java框架&#xff1a;ssmuniappJDK版本&#xff1a;JDK1.8服务器&#xff1a;tomcat7数据库&#xff1a;mysql 5.7&#xff08;一定要5.7版本&#xff09;数据库工具&#xff1a;Navicat11开发软件&#xff1a;eclipse/myeclipse/ideaMaven包&#xff1a;M…
阅读更多...
【气象百科】光伏自动气象站的功能优势

【气象百科】光伏自动气象站的功能优势

随着全球对可再生能源需求的日益增长&#xff0c;光伏发电作为清洁、可再生的能源形式&#xff0c;正逐步成为推动能源转型的重要力量。而光伏自动气象站&#xff0c;作为光伏电站智能化管理的重要组成部分&#xff0c;其独特的功能优势在提升光伏系统效率、优化运维策略、增强…
阅读更多...
安全检测GO内外链跳转页面html源码

安全检测GO内外链跳转页面html源码

源码介绍 一款清新好看的跳转源码&#xff0c;底部自行更换跳转目标地址&#xff0c;可用来预防人机或者进行c验证页面&#xff01; 源码下载 安全检测GO内外链跳转页面html源码
阅读更多...
Apache Paimon走在正确的道路上｜一些使用体验和未来判断

Apache Paimon走在正确的道路上｜一些使用体验和未来判断

Apache Paimon这个框架大家应该都不陌生了。 在实际工作中大家应该多多少少都用到&#xff0c;这个文章是一个简单的使用体会。不涉及湖框架的拉踩&#xff0c;我们的着眼点是解决实际问题。 我来结合自身体会跟大家说说Paimon这个框架和对未来的一些判断。大家可以参考&#x…
阅读更多...
《系统架构设计师教程（第2版）》第15章-面向服务架构设计理论与实践-03-SOA主要协议和规范

《系统架构设计师教程（第2版）》第15章-面向服务架构设计理论与实践-03-SOA主要协议和规范

文章目录 1. UDDI协议2. WSDL规范2.1 概述2.2 WSDL文档的基本结构 3. SOAP协议4. REST规范4.1 资源 (Resource)4.2 表述 (Representational)4.3 状态转移 (State Transfer)4.4 超链接 1. UDDI协议 概述 统一描述、发现和集成协议Universal Description Discovery and Integrat…
阅读更多...
力扣面试经典算法150题：跳跃游戏

力扣面试经典算法150题：跳跃游戏

跳跃游戏 今天的题目是力扣面试经典150题中的数组的中等难度题&#xff1a;跳跃游戏。 题目链接&#xff1a;https://leetcode.cn/problems/jump-game/description/?envTypestudy-plan-v2&envIdtop-interview-150 题目描述 给定一个非负整数数组 nums&#xff0c;你最初…
阅读更多...
PHPStorm如何使用Phalcon框架的依赖

PHPStorm如何使用Phalcon框架的依赖

问题背景 在上一篇文章里面写的如何把Phalcon 集成到PhpStorm里面，发现有个地方讲得不是很清楚，就是在使用Phalcon开发的过程中，会发现没有Phalcon框架的代码提示，这个让人感到很难受，写代码的效率也会降低不少。当时讲得是在项目的外部库下导入依赖源， 然后在写代码的时…
阅读更多...
解决Win复制到U盘文件在KylinOS不显示

解决Win复制到U盘文件在KylinOS不显示

解决Win复制到U盘文件在KylinOS不显示 1、步骤一&#xff1a;识别U盘2、步骤二&#xff1a;格式化U盘3、步骤三&#xff1a;验证4、注意事项 &#x1f496;The Begin&#x1f496;点点关注&#xff0c;收藏不迷路&#x1f496; 在日常使用中&#xff0c;我们可能会遇到这样的情…
阅读更多...
Sentinel-1 Level 1数据处理的详细算法定义（六）

Sentinel-1 Level 1数据处理的详细算法定义（六）

《Sentinel-1 Level 1数据处理的详细算法定义》文档定义和描述了Sentinel-1实现的Level 1处理算法和方程，以便生成Level 1产品。这些算法适用于Sentinel-1的Stripmap、Interferometric Wide-swath (IW)、Extra-wide-swath (EW)和Wave模式。 今天介绍的内容如下： Sentinel-1 L…
阅读更多...
Nginx服务优化的12个指南：提升性能与稳定性

Nginx服务优化的12个指南：提升性能与稳定性

Nginx服务优化的12个指南&#xff1a;提升性能与稳定性 一、配置Proxy缓存二、开启静态页面压缩三、调整工作进程个数四、调整CPU亲和力五、修改文件打开数限制六、修改单个Worker的最大连接数七、开启高效传输八、设置连接超时时间九、优化FastCGI配置十、Expires缓存调优十一…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023