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JVM（类加载机制/运行时数据区/JIT）

2020-10-13 16:35:28   0  举报

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AI智能生成

JVM虚拟机

双亲委派模型

Java

模版推荐

作者其他创作

大纲/内容

Java内存模型

JMM

JMM是一套规范，规定了所有的变量都存储在主内存中，每个线程还有自己的工作内存

线程的工作内存中保存了该线程使用到主内存中的变量拷贝，线程对变量的所有操作都 必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量

不同线程之间无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间的通信均需要在主内存完成

线程安全的特性

原子性

可见性

有序性

类加载机制 (按需加载)

加载过程 生命周期

加载：将二进制class文件加载到内存

验证：确保类加载的正确性(文件格式、元数据、字节码、符号引用等)

准备：为静态变量分配内存，默认值

解析：把符号引用转化为直接引用

初始化：为静态变量赋初始值

使用、卸载

类加载器

种类

启动类加载器：Bootstrap Classloader

加载 JAVA_HOME/jre/lib 下的文件

扩展类加载器：Extension ClassLoader

加载 JAVA_HOME/jre/lib/ext 下的文件

应用程序类加载器：Application ClassLoader 也叫系统类加载器：System ClassLoader

工作中接触最多的类加载器 加载 classpath 下的文件

自定义类加载器：必须继承 ClassLoader

作用

将类的字节码文件从JVM外部加载到内存中

确定一个类的唯一性

提供隔离特性，为中间件开发者提供便利（例如Tomcat）

双亲委派机制

优先委托父类加载，父类不能加载时才自己加载

作用：不重复加载，安全，防止系统类被修改

运行时数据区

方法区（理论） 永久代/元空间

线程共享，用于存储已被虚拟机加载的类信息、常 量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据

永久代和元空间的区别？

jdk1.7以前叫永久代，jdk1.8开始叫元空间

永久代是存放在堆区的，元空间存在于直接内存（操作系统内存）

元空间的调优

最小、最大元空间设置成一样大

大小设置为物理内存的 1/32

预留20%-30%的空间

堆

存放对象实例，所有线程共享

GC的主要工作场所

栈

线程私有，描述的是 Java 方法执行的内存模型

每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧用于存储 局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息

每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应 着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程

本地方法栈

本地方法栈与虚拟机栈类似，只不过虚拟机栈是为 Java方法提供服务，本地方法栈是为native方法服务

程序计数器

线程私有，实现流程控制和记录执行位置

如果当前正在执行的是本地方法则程序计数器为空

JVM调优

栈内存溢出 StackOverflowError

原因：栈的内存大小不允许动态扩展，当线程请求栈的深度超过当前Java虚拟机栈的最大深度

解决：检测是否有死循环，修复代码 bug

堆内存溢出 OutOfMemory

原因：堆内存被用光，或者内存泄漏堆积导致

OOM

对象太多(Java heap space)

使用 -Xmx 增加堆内存大小，修复内存泄露

GC回收超时(GC overhead limit exceeded)

使用 -XX:-UseGCOverheadLimit 取消 GC 开销限制

本地内存不足(Direct buffer memory)

打印的堆栈跟踪信息，使用操作系统本地工具进行诊断

线程太多(unable to create new native thread)

减少堆内存或线程栈的大小来达到创建更多线程的目的

元空间内存不足(Metaspace)

使用-XX: MaxMetaSpaceSize 增加 metaspace 大小

内存泄漏

原因：程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间

内存泄露排查

检测是否频繁发生Full GC

使用 jps -l 获取 pid

使用 jstack -gcutil pid 1000

每1000毫秒查询一次

gcutil：已使用空间占总空间的百分比

使用 jmap 生成堆转储快照文件 jmap -histo:live pid

通过MAT查看Histogram图即可找出是哪块代码

线程死锁

四个必要条件

互斥、请求和保持、不可剥夺、环路等待

预防死锁

破坏四个必要条件中任意一个都可以

指定加锁顺序、设置超时时间

银行家算法

保证系统动态分配资源后不进入不安全状态

死锁检测工具

Jstack和Jconsole

调优工具

JDK自带Jstat、Jinfo、Jmap、Jhat、Jstack

JvisualVM、Jconsole

阿里巴巴JVM调优工具：ArtThas

GC日志分析工具

GCEasy

GCViewer

故障定位

系统CPU占用过高

先用top命令找到CPU占比最高的应用进程

ps -ef | grep ** 或 jps -l 获得进程编号 pid

ps -mp pid -o THREAD,tid,time 获取线程编号 或者使用 top -Hp pid（H:显示线程信息）

将获取到的线程ID转换为16进制格式(英文小写)

最后使用 jstack pid | grep tid -A60

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李少杰

职业：软件开发工程师

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