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news 2025/10/28 8:23:02

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true : false; }处理器在执行该段代码的时候先执行methodA()中间发现调用了methodB()后面发现又调用了isVip()。此时方法methodAmethodBisVip执行时的数据结构被称为栈帧。则该线程的虚拟机栈模型如下方法执行methodA方法method方法对应的栈帧栈帧1被压入栈底位置此时methodA为当前活动栈帧当方法methodA调用methodB方法此时methodB方法对应的栈帧栈帧2也被压入栈中此时执行methodB方法当方法methodB调用isVip方法继续将isVip方法对应的栈帧栈帧3压入栈中当isVip方法执行完毕对应的isVip栈帧执行出栈操作并将结果记录下来当methodB方法执行完毕同样对应的栈帧2执行出栈操作methodA执行完毕对应的栈帧1执行出栈操作此时虚拟机栈中没有任何的栈帧当线程执行结束后该虚拟机栈也会随即消亡实际上是在等待被回收。试想一下如果一个递归方法且没有合适的条件退出。会导致死循环递归那么最终该虚拟机栈也会被压爆。这时候虚拟机会抛出StackOverflowError异常。StackOverflowError异常指线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度将抛出该异常。OutOfMemoryError异常如果Java虚拟机栈容量可以动态扩展当栈扩展时无法申请到足够的内存则会抛出该异常。HotSpot虚拟机的栈容量是不可以动态扩展的所以在此虚拟机上是不会出现虚拟机栈导致的OutOfMemoryError。2.2.1、局部变量表是一组变量值的存储空间用于存放方法的参数和方法内部定义的局部变量。局部变量是以变量槽Slot为最小单位。每个变量槽都应该能存放一个虚拟机基本数据类型booleanbytecharshortintfloatlongdouble对象引用reference类型或returnAddress类型的数据。当一个方法被调用时JVM会使用局部变量表来完成参数值到参数变量列表的传递过程即实参到形参的传递。如果执行的是实例方法非static那局部变量表中第0位索引的变量槽默认是用于传递方法所属对象实例的引用在方法中可通过“this”来访问。2.2.2、操作数栈操作数栈是方法执行算数运算或调用其他方法进行参数传递时候的媒介。操作数栈也可以称为表达式栈在方法执行过程中根据字节码指令往栈中写入数据或提取数据。2.2.3、动态连接每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用持有这个方法的引用是为了支持方法调用过程中的动态链接。Class文件的常量池中存有大量的符号引用字节码中的方法调用指令就以常量池里指向方法的符号引用作为参数。这些符号引用一部分会在类加载阶段或第一次使用时被转化为直接引用称为静态解析。另一部分将在每次运行期间转化为直接引用这部分就称为动态连接。2.2.4、方法出口当一个方法执行后要么正常调用完成将返回值返回给上层调用者要么异常调用完成因为异常导致程序退出。但是不管如何退出在方法退出之后程序都必须返回到最初方法调用时的位置方法返回时可能需要在栈帧中保存一些信息用来帮助恢复它的上层主调方法的执行状态。方法退出的过程实际上等同于把当前栈帧出栈所以退出时可能执行的操作有1、恢复上层方法的局部变量表和操作数栈2、把返回值如果有的话压入调用者栈帧的操作数栈中3、调整PC计数器的值以指向方法调用指令后面的一条指令等。2.2.5、附加信息其他附加信息。不过一般会把动态连接方法返回地址其他附加信息统一称为栈帧信息。2.3、本地方法栈本地方法栈与虚拟机栈的作用非常类似。只是虚拟机栈为Java方法服务而本地方法栈为使用本地方法Native服务。HotSpot虚拟机通常直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一统称为栈。同样本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。2.4、Java堆对于Java应用程序Java堆是整个虚拟机内存中最大的一块。是被所有线程共享的一块内存区域。Java中几乎所有的对象实例以及数组都在堆上分配。因此堆是GC执行垃圾回收的重点关注对象。堆空间的模型如下方法区详见2.5。老年代Tenure / Old Gen存储长期存活对象老年代占堆空间的2/3。如果老年代内存满了会触发Major GC。新生代Young Gen生命周期较短的对象占对空间的1/3。其中新生代又分为EdenFrom SurvivorTo Survivor。伊甸空间Eden顾名思义伊甸园为一切初始的地方。这里指对象的生命周期刚出生便是在这块内存区域。如果Eden空间不足以给新对象分配足够的内存则会触发Minor GC对Eden进行垃圾回收将不需要的对象销毁剩余对象放进S0From Survivor区。如果再次触发GC会将S0复制到S2。如果再次触发GC存活对象从S2复制到S0。GC过程该空间会重复此步骤直到对象存活周期经历过15次GC默认15次可配置依然没有被回收将会转移到老年代。S0空间From Survivor/ S2空间To Survivor这两个成为幸存空间Eden、S0、S2的内存占用比例默认为811。当新生代内存达到一定量时如果直接进行垃圾回收清理会带来空间碎片问题。因此当进行清理之前会将存活的对象放进S0和S2区域有助于垃圾回收和清理。为什么Eden、S0、S2的内存占用比例默认为811IBM公司研究表明新生代中的对象约98%生命周期都是很短的。811是基于大量实验和数据收集分析统计之后的比较合理的比例。Minor GC / Young GC新生代GCMajor GC老年代GC对于高响应要求的系统需要尽量减少Major GC会导致响应超时Full GC清理整个Heap空间包括新生代老年代永久代为什么要把堆空间进行分代不分代不能工作吗其实分代的意义是为了优化垃圾回收GC的性能简单理解就是分而治之。分代以后对部分需要清理对象只需要小范围进行回收即可无需扫描整个堆空间。不过后面的G1垃圾收集器开始取消了内存分代取而代之的是每个平等的region。一个对象创建中堆空间的内存申请和分配流程大致如下此外JVM提供了一些操作对空间的参数选项常见的有参数描述-Xms堆内存初始大小-Xmx堆内存最大允许大小-Xns新生代内存初始大小-Xmn新生代最大允许大小-XX:SurvivorRatio8年轻代中Eden区与Survivor区的容量比例值默认为8即8:1-Xss线程栈内存大小。JDK1.5后默认每个为1M减少该值能生成更多线程2.5、方法区方法区也是线程共享的内存区域用于存储已被JVM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数据。别名也叫“非堆”目的是与Java堆区分开。1、类型信息类class接口interface枚举enum注解annotation2、字段信息域信息域名称信息类型的修饰特征符public, abstractfinal......3、方法信息返回类型void等参数列表方法修饰特征public, protected/*** Student方法区* stuInstance: 栈区* new Student(): 堆区*/ Student stuInstance new Student();说到这里很多人会把方法区称为“永久代”或者进行等价。本质上不是的起初HotSpot设计团队选择把分代设计扩展至方法区或者说用永久代来实现方法区这样做的目的是HotSpot的GC回收器能够像Java堆一样管理这部分内存就不用单独为方法区编写一个专门的内存管理工作。JDK8之后废弃了永久代改为元空间Meta Space。元空间与永久代类似最大的区别是元空间直接使用本地内存而不是JVM。因此JDK8过后元空间就不再会出现OOM问题。2.6、运行时常量池运行时常量池是方法区的一部分。class文件中除了有类的版本字段方法接口等描述信息以外还有常量池表用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。常量池是方法区的一部分当然如果无法申请到内存时也会抛出OutOfMemoryError。3、直接内存直接内存并不是JVM的内存区域属于操作系统本身的内存。JDK1.4加入的NIO类引入了Channel与缓冲区Buffer。它可以直接使用Native函数库直接分配直接内存然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用来进行操作可以显著提高性能。为什么这里要讲直接内存直接内存虽然不受到Java堆的限制但是收到了操作系统总内存大小以及处理器寻址空间的限制。通常我们在用-Xmx设值堆大小信息时会经常忽略直接内存有可能使得内存区域大于物理内存限制而导致动态扩展时出现OOM异常。直接内存既然不属于Java内存那么自然也JVM GC也无法回收他。如果需要回收需要主动调用Unsafe的freeMemory方法。可以通过-XX:MaxDirectMemorySize来指定直接内存的容量大小如果不指定默认与Java堆的最大值一致。直接内存导致内存溢出一个明显的特征是在Heap Dump文件中不会看见明显的异常情况如果发现内存溢出之后产生的Dumo文件很小而程序中又直接或间接使用了Directmemory典型的间接使用就是NIO那就可以考虑重点检查一下直接内存方面的原因。4、小结JVM专栏第一篇。明白了JVM的内存模型对于JVM内存的一些问题处理应该会更加得心应手面试唬人。参考资料《深入理解Java虚拟机》 - 第三版
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