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Jvm知识点

就算你躺在沙发上三天不起,拉不开窗帘,因为决定不了穿哪双袜子哭个没完,我也不会停止爱你.

前言

面试的时候 必问JVM ,淦!咱们准备好好复习吧,加油!奇怪的知识又增加了呐.

Jvm知识点

1. JVM内存模型

根据JVM规范，JVM 内存共分为虚拟机栈，堆，方法区，程序计数器，本地方法栈五个部分

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程序计数器(线程私有)：
是当前线程锁执行字节码的行号治时期，每条线程都有一个独立的程序计数器，这类内存也称为“线程私有”的内存。正在执行java方法的话，计数器记录的是虚拟机字节码指令的地址(当前指令的地址)。如果是Natice方法，则为空。

java 虚拟机栈

也是 线程私有的 。

每个方法在执行的时候也会创建一个栈帧，存储了 局部变量，操作数，动态链接，方法返回地址 。

每个方法从调用到执行完毕，对应一个栈帧在虚拟机栈中的入栈和出栈。

通常所说的栈，一般是指在虚拟机栈中的局部变量部分。

局部变量所需内存在编译期间完成分配，

如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，则StackOverflowError。

如果虚拟机栈可以动态扩展，扩展到无法申请足够的内存，则OutOfMemoryError。

本地方法栈 本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其

区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java 方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则

是为 虚拟机使用到的Native 方法服务 。虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语

言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。甚至

有的虚拟机（譬如Sun HotSpot 虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError 和OutOfMemoryError

异常

Java堆(线程共享)

被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动的时候创建，用于存放对象实例。

对可以按照可扩展来实现（通过-Xmx 和-Xms 来控制）

当队中没有内存可分配给实例，也无法再扩展时，则抛出OutOfMemoryError异常。

方法区(线程共享)

被所有方法线程共享的一块内存区域。

用于存储已经被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量等。

这个区域的内存回收目标主要针对常量池的回收和堆类型的卸载。

JDK8 HotSpot JVM 将移除永久区，使用本地内存来存储类元数据信息并称之为： 元空间（Metaspace） 。这意味着不会再有java.lang.OutOfMemoryError: PermGen问题，也不再需要你进行调优及监控内存空间的使用。

二、空间分配担保（就像贷款一样） -XX:HandlerPromotionFailure

Minor GC之前检查

老年代最大可用连续空间是否 > 新生代所有对象总空间。

大于----> Minor GC

不大于—>老年代最大可用连续空间是否>历次晋升到老年代对象的平均大小

大于-----> Minor GC

不大于 -----> Full GC

-XX:HandlerPromotionFailure

注：Minor GC 是针对新生代的垃圾回收，MajorGC是老年代的，Full GC 是Minor GC 加上 MajorGC

堆内存划分

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新生代

所有new的对象都在堆里面。对象优先分配到Eden区，可以通过参数-XX：SurviviorRatio=8来指定Eden区和Survivior的比例，这样划分的依据和好处是根据gc的回收算法来定的。做到了内存利用率高。

经过几次(可以通过参数设置)minor gc还存活的对象进入S0，再经过几次minor gc还存活进入S1，达到minor gc的阈值（-XX:MaxTenuringThreshold=？）进入老年代。

还有就是动态对象年龄判定，相同年龄所有对象的大小总和 > survivor空间的一半，直接晋级老年代，不需要进行年龄阈值的判断。

这个区域的理想是98%以上的对象能够被回收。

老年代
大对象（-XX:PretenureSizeThreadshold=1024）直接进入老年代，在新生代里面长期存活的对象进入老年代。老年代对应的是major gc。

永久代
包含元数据信息，如class，method的detail信息

在Java1.8时,删除了方法区,增加了元空间,如下图:

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永久代与元空间

PermGen空间状况 ：这部分内存空间将全部移除。JVM的参数：PermSize 和 MaxPermSize 会被忽略并给出警告（如果在启用时设置了这两个参数）。

Metaspace 容量 ： 默认情况下，类元数据只受可用的本地内存限制 （容量取决于是32位或是64位操作系统的可用虚拟内存大小）。 新参数（MaxMetaspaceSize）用于限制本地内存分配给类元数据的大小 。如果没有指定这个参数，元空间会在运行时根据需要动态调整。

另外，对于僵死的类及类加载器的垃圾回收将在元数据使用达到“MaxMetaspaceSize”参数的设定值时进行。适时地 监控和调整元空间 对于减小垃圾回收频率和减少延时是很有必要的。持续的元空间垃圾回收说明，可能存在类、类加载器导致的内存泄漏或是大小设置不合适。

永久代

在JDK8之前的HotSpot JVM，存放这些”永久的”的区域叫做“永久代(permanent generation)”。永久代是一片连续的堆空间，在JVM启动之前通过在命令行设置参数 -XX:MaxPermSize 来设定永久代最大可分配的内存空间，默认大小是 64M（64位JVM由于指针膨胀，默认是85M） 。永久代的垃圾收集是和老年代(old generation) 捆绑在一起 的，因此无论谁满了，都会触发永久代和老年代的垃圾收集。不过，一个明显的问题是，当JVM加载的类信息容量超过了参数-XX：MaxPermSize设定的值时，应用将 会报OOM的错误 (对于这句话，译者的理解是：32位的JVM默认MaxPermSize是64M，而JDK8里的Metaspace，也可以通过参数-XX:MetaspaceSize 和-XX:MaxMetaspaceSize设定大小，但如果不指定MaxMetaspaceSize的话，Metaspace的大小仅 受限于native memory的剩余大小 。也就是说永久代的最大空间一定得有个指定值，而如果MaxPermSize指定不当，就会OOM)。

从 JDK7开始 永久代的移除工作，贮存在永久代的一部分数据已经转移到了Java Heap或者是Native Heap。但永久代仍然存在于JDK7，并没有完全的移除：符号引用(Symbols)转移到了native heap;字面量(interned strings)转移到了java heap;类的静态变量(class statics)转移到了java heap。

在JDK7 update 4即随后的版本中，提供了完整的支持对于 Garbage-First(G1) 垃圾收集器，以取代在 JDK5中发布的CMS收集器 。使用G1，PermGen仅仅在 FullGC（stop-the-word,STW） 时才会被收集。G1仅仅在PermGen满了或者应用分配内存的速度比G1并发垃圾收集速度快的时候才触发FullGC。

而对于CMS收集器，通过开启布尔参数-XX:+CMSClassUnloadingEnabled来并发对PermGen进行收集。对于G1没有类似的选项，G1只能通过FullGC，stop the world,来对PermGen进行收集。

永久代在JDK8中被完全的移除了。所以永久代的参数-XX:PermSize和-XX：MaxPermSize也被移除了。

元空间

在JDK8中,classe metadata(the virtual machines internal presentation of Java class),被存储在叫做Metaspace的native memory。一些新的flags被加入：

1、 -XX:MetaspaceSize ，class metadata的初始空间配额，以bytes为单位，达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整：如果释放了大量的空间，就适当的降低该值；如果释放了很少的空间，那么在不超过MaxMetaspaceSize（如果设置了的话），适当的提高该值。

2、 -XX：MaxMetaspaceSize ，可以为class metadata分配的最大空间。默认是没有限制的。

3、 -XX：MinMetaspaceFreeRatio ,在GC之后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为class metadata分配空间导致的垃圾收集

4、 -XX:MaxMetaspaceFreeRatio ,在GC之后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为class metadata释放空间导致的垃圾收集

5、默认情况下， class metadata 的分配仅受限于可用的native memory总量。可以使用MaxMetaspaceSize来限制可为class metadata分配的最大内存。当class metadata的使用的内存达到MetaspaceSize(32位clientVM默认12Mbytes,32位ServerVM默认是16Mbytes)时就会对死亡的类加载器和类进行垃圾收集。设置MetaspaceSize为一个较高的值可以推迟垃圾收集的发生。

这里科普下，在Windows下称为虚拟内存(virtual memory),在Linux下称为交换空间(swap space),用于当系统需要更多的内存资源而物理内存已经满了的情况下，将物理内存中不活跃的页转移到磁盘上的交换空间中。

在JDK8，Native Memory，包括Metaspace和C-Heap。