Java虚拟机栈和内存模型实例分析

本篇内容主要讲解“Java虚拟机栈和内存模型实例分析”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“Java虚拟机栈和内存模型实例分析”吧!栈帧：每个栈帧对应一个被调用的方法，可以理解为一个方法的运行空间。每个栈帧中包括局部变量表(Local Variables)、操作数栈(Operand Stack)、指向运行时常量池的引用(A reference to the run-time constant pool)、方法返回地址(Return Address)和附加信息。局部变量表：方法中定义的局部变量以及方法的参数存放在这张表中，局部变量表中的变量不可直接使用，如需要使用的话，必须通过相关指令将其加载至操作数栈中作为操作数使用。操作数栈：以压栈和出栈的方式存储操作数的。动态链接：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，持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态连接(Dynamic Linking)。方法返回地址：当一个方法开始执行后，只有两种方式可以退出，一种是遇到方法返回的字节码指令；一种是遇见异常，并且这个异常没有在方法体内得到处理。如果在栈帧中有一个变量，类型为引用类型，比如 Object obj=new Object()，这时候就是典型的栈中元素指向堆中的对象。方法区中会存放静态变量，常量等数据。如果是下面这种情况，就是典型的方法区中元素指向堆中的对象。方法区中会包含类的信息，堆中会有对象，那怎么知道对象是哪个类创建的呢?思考：一个对象怎么知道它是由哪个类创建出来的？怎么记录?这就需要了解一个Java对象的具体信息咯。一个Java对象在内存中包括3个部分：对象头、实例数据和对齐填充。一块是非堆区，一块是堆区。
堆区分为两大块，一个是Old区，一个是Young区。 Young区分为两大块，一个是Survivor区(S0+S1)，一块是Eden区。 Eden:S0:S1=8:1:1 S0和S1一样大，也可以叫From和To。根据之前对于Heap的介绍可以知道，一般对象和数组的创建会在堆中分配内存空间，关键是堆中有这么多区域，那一个对象的创建到底在哪个区域呢?一般情况下，新创建的对象都会被分配到Eden区，一些特殊的大的对象会直接分配到Old区。
比如有对象A，B，C等创建在Eden区，但是Eden区的内存空间肯定有限，比如有100M，假如已经使用了 100M 或者达到一个设定的临界值，这时候就需要对Eden内存空间进行清理，即垃圾收集(Garbage Collect)，这样的GC我们称之为Minor GC，Minor GC指的是Young区的GC。经过GC之后，有些对象就会被清理掉，有些对象可能还存活着，对于存活着的对象需要将其复制到Survivor 区，然后再清空Eden区中的这些对象。由图解可以看出，Survivor区分为两块S0和S1，也可以叫做From和To。在同一个时间点上，S0和S1只能有一个区有数据，另外一个是空的。接着上面的GC来说，比如一开始只有Eden区和From中有对象，To中是空的。此时进行一次GC操作，From区中对象的年龄就会+1，我们知道Eden区中所有存活的对象会被复制到To区，
From区中还能存活的对象会有两个去处。若对象年龄达到之前设置好的年龄阈值，此时对象会被移动到Old区，????????Eden????????From????没有达到阈值的对象会被复制到To区。此时Eden区和From区已经被清空(被GC的对象肯定没了，没有被GC的对象都有了各自的去处)。
这时候From和To交换角色，之前的From变成了To，之前的To变成了From。也就是说无论如何都要保证名为To的Survivor区域是空的。
Minor GC会一直重复这样的过程，直到To区被填满，然后会将所有对象复制到老年代中。从上面的分析可以看出，一般Old区都是年龄比较大的对象，或者相对超过了某个阈值的对象。在Old区也会有GC的操作，Old区的GC我们称作为Major GC。我是一个普通的Java对象，我出生在Eden区，在Eden区我还看到和我长的很像的小兄弟，我们在Eden区中玩了挺长时间。有一天Eden区中的人实在是太多了,我就被迫去了Survivor区的“From”区，自从去了Survivor区,我就开始漂了，有时候在 Survivor的“From”区，有时候在Survivor的“To”区,居无定所。直到我18岁的时候，爸爸说我成人了，该去社会上闯闯了。于是我就去了年老代那边,年老代里，人很多，并且年龄都挺大的，我在这里也认识了很多人。在年老代里，我生活了20年(每次 GC加一岁)，然后被回收。如何理解Minor/Major/Full GCMinor GC：新生代Major GC：老年代Full GC：新生代+老年代为什么需要Survivor区?只有Eden不行吗?如果没有Survivor，Eden区每进行一次Minor GC，存活的对象就会被送到老年代。这样一来，老年代很快被填满，触发Major GC(因为Major GC一般伴随着Minor GC，也可以看做触发了Full GC)。老年代的内存空间远大于新生代，进行一次Full GC消耗的时间比Minor GC长得多。执行时间长有什么坏处？频发的Full GC消耗的时间很长，会影响大型程序的执行和响应速度。可能你会说，那就对老年代的空间免费云主机域名进行增加或者较少咯。假如增加老年代空间，更多存活对象才能填满老年代。虽然降低Full GC频率，但是随着老年代空间加大，一旦发生Full GC，执行所需要的时间更长。假如减少老年代空间，虽然Full GC所需时间减少，但是老年代很快被存活对象填满，Full GC频率增加。所以Survivor的存在意义，就是减少被送到老年代的对象，进而减少Full GC的发生，Survivor的预筛选保证，只有经历16 次Minor GC还能在新生代中存活的对象，才会被送到老年代。为什么需要两个Survivor区?最大的好处就是解决了碎片化。也就是说为什么一个Survivor区不行?第一部分中，我们知道了必须设置Survivor区。假设，现在只有一个Survivor区,我们来模拟一下流程：刚刚新建的对象在Eden中，一旦Eden满了，触发一次Minor GC，Eden中的存活对象就会被移动到Survivor区。这样继续循环下去，下一次Eden满了的时候,问题来了，此时进行Minor GC，Eden和Survivor各有一些存活对象，如果此时把Eden区的，存活对象硬放到Survivor区，很明显这两部分对象所占有的内存是不连续的，也就导致了内存碎片化。
永远有一个Survivor space是空的，另一个非空的Survivor space无碎片。新生代中Eden:S1:S2为什么是8:1:1?新生代中的可用内存：复制算法用来担保的内存为9:1可用内存中Eden:S1区为8:1即新生代中Eden:S1:S2 = 8:1:1程序：记得设置参数比如-Xmx20M -Xms20M运行结果：比如向方法区中添加Class的信息设置Metaspace的大小，比如-XX:MetaspaceSize=50M -XX:MaxMetaspaceSize=50M运行结果：Stack Space用来做方法的递归调用时压入Stack Frame(栈帧)。所以当递归调用太深的时候，就有可能耗尽Stack Space，爆出StackOverflow的错误。-Xss128k：设置每个线程的堆栈大小。JDK 5以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256K。根据应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，经验值在3000~5000左右。线程栈的大小是个双刃剑，如果设置过小，可能会出现栈溢出，特别是在该线程内有递归、大的循环时出现溢出的可能性更大，如果该值设置过大，就有影响到创建栈的数量，如果是多线程的应用，就会出现内存溢出的错误。到此，相信大家对“Java虚拟机栈和内存模型实例分析”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是百云主机网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！

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