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JVM：内存结构上

时间：2023-04-13 20:24:48浏览次数：34  
标签：lang ldc String 线程 内存 JVM 结构 常量

jvm内存结构·上

程序计数器

虚拟机栈(线程私有栈-方法的栈帧\FILO)

  • 当前线程的压入的方法的栈帧
  • -Xss"SIZE": 设置线程栈大小

栈内存溢出

  • SO：StackOverflowError at '错误代码处'
  • 递归调用
  • 有时第三方库也会导致SO：ObjectMapper / @JsonIgnore

线程安全

  • 方法的局部变量/堆对象是否有可能被多个线程共享
  • 非线程安全情况：
    局部变量的引用来自于方法的参数或方法的返回值

线程诊断(栈诊断工具：jstack)

  • linux环境：

  • nohup 进程(路径)名

  • top ：用top定位哪个进程对cpu占用过高

  • ps H -eo pid,tid,%cpu | grep '十进制进程id'
    ：用ps命令进一步定位 哪个线程 引起的cpu占用过高

  • jstack '十进制进程id' ->转16进制（32665 -> 0x7f99）
    nid = 0x7f99
    观察线程状态：java.lang.thread.state:runable/timed_waiting at 错误行

  • jstack -> 检测
    死循环(一直runable)、对象线程同步锁死锁(一直block)

本地方法栈(native方法(NM)的栈)

  • 本地方法是用C/C++编写的java方法
    为了更好的和操作系统 进行交互
  • 给NM的运行提供内存空间

堆

  • 线程创建的对象
  • 线程共享，要考虑线程安全
  • 垃圾回收

堆内存溢出

  • OOM：OutOfMemoryError: java heap space / at '错误代码处'
  • OOM原因：一直在创建对象，并且不进行GC
  • -Xmx'size'
  • Space: Eden、From、To、PS Old Generation
  • Space Use: capacity、used、free（capacity=used+free）

堆内存诊断

  • jps：查看本地java进程pid
  • jmap -heap 'pid'
    切点式检测
  • jconsole
    连续监测，很直观，功能更丰富

案例：gc后内存占用率仍很高

如何使用监测工具进行排查

  • 问题点：PS Old Generation堆内存无法被GC回收
  • 思考问题：是因为编程失误导致对象一直被引用吗？
  • **监测工具：jvisualvm (可视化方式展示jvm)
  • jvisualvm--监视--堆dump：保存具体时刻的堆的快照
  • 堆dump--检查--保留大小最大的对象
  • **总结：实际情况也是，先堆转储/堆dump，然后检查最大的对象们

方法区：MethodArea

  • 定义：.text段
    包括：run-time常量池、成员变量和方法数据，方法或构造器代码
  • 不同的jvm厂商实现MA的方式可能不同
    有的使用 heap的一部分 ，有的 使用操作系统提供的本地内存
  • OOM:MA内存溢出

MA内存溢出

  • 1.8前：永久代内存溢出
  • 1.8后：元空间内存溢出

jvm内存结构·中

方法区：MethodArea（概念）|永久代或元空间（实现）

  • 定义：.text段+.rodata段+
    包括：Class、ClassLoader、常量池(constant pool)、运行时常量池
  • 不同的jvm厂商实现MA的方式可能不同
    有的使用 heap的一部分PermGen ，有的 使用操作系统提供的本地内存Metaspace
  • OOM:MA内存溢出

MA内存溢出

  • 1.8前：永久代内存溢出
  • 报错信息：OutOfMemory:PermGen
  • VM模拟：-XX:MaxPermGenSize=8m
  • 场景模拟：(asm)ClassWrite-.visit-.toArrayByte-.defineClass
  • 实际场景：实际场景经常需要动态的类加载
    比如spring和mybatis需要生成代理类,使用不当就会导致MA的OOME
  • 动态生成类、动态加载类的场景非常多，不要轻视
  • 1.8后：元空间内存溢出

未加载的类字节码 / (字节码的)常量池(CP)

  • 反编译字节码工具：
    javap -v '类名'.class
    内容 :
    1. 类基本信息
      • 类文件路径:Classfile
      • 签名:MD5 checksum
      • 最后修改:Last Modified
      • 类版本:minor/major version(0-51)
      • 类权限标志:flags: ACC_PUBLIC、ACC_SUPER、···
    2. 常量池：constant pool
    3. 类的方法定义
      • 实例：sout."hello world"的包装方法的字节码
      • public static void main(java.lang.String[]);
        descriptor: (···)
        flags: (0x0009) ACC_PUBLIC、ACC_STATIC
        Code: stack=2, locals=1, args_size=1
        0: getstatic #2--Flied java.lang.System.out
        3: ldc #3--String hello world
        5: invokevirtual #4 --Method java.io.P-S-.println
        8: return
      • 解析：
        1. 获得字节码中'#n'（符号地址）
          找到在常量池中的具体值
          #2: Fieldref #21,#22
          • #21: Class #28
            #28: Utf-8 java/lang/System
          • #22: NameAndType #29:#30
            #29: Utf-8 out
            #30: Utf-8 Ljava/io/P-S-
          #3: String #23
          #23: Utf-8 hello world
        2. 执行完整的字节码指令

加载后字节码 / 运行时常量池(RTCP)

  • 运行时常量池(RTCP)的定义：
    类字节码被加载后，常量池CP将被加载到JVM的运行时常量池中
    （其中符号位被替换成真实的对象）
  • String Table(串池 / ST): （只存在于RTCP，字节码的常量池不存在串池 / ST）
    StringTable本质是一个JVM的哈希表结构的内存

    1. 串池懒/延迟创建常串对象

      • 例子：
        ()->{

            str1 = "a";
            str2 = "b";
            str3 = "ab";
        }
      • 编译后查看字节码：
        0: ldc #2-- // 加载RTCP中String a符号，使其成为字符串对象
        2: astore_1--//将加载的"a"存储到slot1(str1)
        // ldc #2 会把RTCP的a符号变成串池中具体的"a"字符串对象
        // 过程：ldc会检查a符号串作为key,检查"a"是否存在于串池,
        // 如果不存在则创建"a"，并将"a"加入串池
        3: ldc #3--//加载String b
        5: astore_2--//将加载的"b"存储到slot1(str2)
        ldc#4,astore_3--加载String ab，将加载的ab存储到slot1(str3)
        LocalVariableTable:(局部变量表)
        Start  Length   Slot  Name  Signature:  
          0  10  0 args   [Ljava/lang/String;
          3  7  1 str1   Ljava/lang/String;
          6  4  2 str2   Ljava/lang/String;
          9  1  3 str3   Ljava/lang/String;
      • 总结：懒的:
        并不是执行前就在串池ST中创建字符串对象;
        当执行到代码时,才进行串池ST对目标字符串对象的判断、创建和加载
        查询StringTable中是否有该串，有-返回对象，没有-添加

    2. 串变量拼接

      • 例子：
        ()->{
            str1 = "a"; // ldc "a",astore_1
            str2 = "b"; // ldc "b",astore_2
            str3 = "ab"; // ldc "ab",astore_3
            str4 = str1 + str2; // new StringBuilder().append(str1///"a").append(str2///"b").toString();
        // 这里的 StringBuilder 的 toString 方法 = new String(sb.value, 0 ,sb.length)
        // new String()产生一个堆中的字符串对象"ab",而不是串池中存在的"ab" }

    3. 串常量拼接(编译期优化)

      ()->{
          str1 = "a"; // ldc "a",astore_1
          str2 = "b"; // ldc "b",astore_2
          str3 = "ab"; // ldc "ab"#4,astore_3
          str4 = "a" + "b"; // ldc "ab"#4,astore_4
      //这里直接引用了str3引用的串池中的"ab"
      //编译器会对常量对象的运算进行优化

    4. 串池懒创建串字面量

      ()->{
          sout."1"; // 常量池字符串数量 101
          sout."2"; // 常量池字符串数量 102
          sout."3"; // 常量池字符串数量 103
          sout."1"; // 常量池字符串数量 103
          sout."2"; // 常量池字符串数量 103
      //这里直接引用了str3引用的串池中的"ab"
      //编译器会对常量对象的运算进行优化

    5. ST.intern

      ()->{String s = new String ("a") + new String("b");}
      字节码的描述：
      String var10000 = new String("a");
      String s = var10000 + new String("b");
      System.out.println();
      字节码源码：
      Code:
      stack=4, locals=2, args_size=1
      0: new #2 // class java/lang/String
      3: dup
      4: ldc #3 // String a
      6: invokespecial #4 // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
      9: new #2 // class java/lang/String
      12: dup
      13: ldc #5 // String b
      15: invokespecial #4 // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
      18: invokedynamic #6, 0 // InvokeDynamic #0:makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;

标签：lang,ldc,String,线程,内存,JVM,结构,常量
From： https://www.cnblogs.com/lovecodingforever/p/17316251.html

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