51工具盒子
一、栈、堆、方法区的交互关系 {#一栈堆方法区的交互关系}
1.1 从线程共享与否的角度来看 {#11-从线程共享与否的角度来看}
ThreadLocal：如何保证多个线程在并发环境下的安全性？典型场景就是数据库连接管理，以及会话管理。
栈、堆、方法区的交互关系
下面涉及了对象的访问定位
-
Person 类的 .class 信息存放在方法区中
-
person 变量存放在 Java 栈的局部变量表中
-
真正的 person 对象存放在 Java 堆中
-
在 person 对象中，有个指针指向方法区中的 person 类型数据，表明这个 person 对象是用方法区中的 Person 类 new 出来的
二、方法区的理解 {#二方法区的理解}
官方文档 ：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-2.html#jvms-2.5.4
2.1 方法区在哪里？ {#21-方法区在哪里}
-
《Java虚拟机规范》中明确说明：尽管所有的方法区在逻辑上是属于堆的一部分，但一些简单的实现可能不会选择去进行垃圾收集或者进行压缩。但对于HotSpotJVM而言，方法区还有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的就是要和堆分开。
-
所以，方法区可以看作是一块独立于Java堆的内存空间。
2.2 方法区的基本理解 {#22-方法区的基本理解}
方法区主要存放的是 Class，而堆中主要存放的是实例化的对象
-
方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域。多个线程同时加载统一个类时，只能有一个线程能加载该类，其他线程只能等等待该线程加载完毕，然后直接使用该类，即类只能加载一次。
-
方法区在JVM启动的时候被创建，并且它的实际的物理内存空间中和Java堆区一样都可以是不连续的。
-
方法区的大小，跟堆空间一样，可以选择固定大小或者可扩展。
-
方法区的大小决定了系统可以保存多少个类，如果系统定义了太多的类，导致方法区溢出，虚拟机同样会抛出内存溢出错误：
java.lang.OutofMemoryError:PermGen space或者java.lang.OutOfMemoryError:Metaspace- 加载大量的第三方的jar包
- Tomcat部署的工程过多（30~50个）
- 大量动态的生成反射类
-
关闭JVM就会释放这个区域的内存。
代码举例
public class MethodAreaDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("start...");
try {
Thread.sleep(1000000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
` System.out.println("end...");
}
}
`
简单的程序，加载了1600多个类
2.3 HotSpot方法区演进 {#23-hotspot方法区演进}
-
在 JDK7 及以前，习惯上把方法区，称为永久代。JDK8开始，使用元空间取代了永久代。我们可以将方法区类比为Java中的接口，将永久代或元空间类比为Java中具体的实现类
-
本质上，方法区和永久代并不等价。仅是对Hotspot而言的可以看作等价。《Java虚拟机规范》对如何实现方法区，不做统一要求。例如：BEAJRockit / IBM J9 中不存在永久代的概念。
- 现在来看，当年使用永久代，不是好的idea。导致Java程序更容易OOm（超过-XX:MaxPermsize上限）
-
而到了JDK8，终于完全废弃了永久代的概念，改用与JRockit、J9一样在本地内存中实现的元空间（Metaspace）来代替
-
元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代最大的区别在于：元空间不在虚拟机设置的内存中，而是使用本地内存。
-
永久代、元空间二者并不只是名字变了，内部结构也调整了
-
根据《Java虚拟机规范》的规定，如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OOM异常
三、设置方法区大小与 OOM {#三设置方法区大小与-oom}
方法区的大小不必是固定的，JVM可以根据应用的需要动态调整。
3.1 JDK7及以前(永久代) {#31-jdk7及以前永久代}
-
通过-XX:Permsize来设置永久代初始分配空间。默认值是20.75M
-
-XX:MaxPermsize来设定永久代最大可分配空间。32位机器默认是64M，64位机器模式是82M
-
当JVM加载的类信息容量超过了这个值，会报异常OutofMemoryError:PermGen space。
3.2 JDK8及以后(元空间) {#32-jdk8及以后元空间}
JDK8 版本设置元空间大小
-
元数据区大小可以使用参数 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 指定
-
默认值依赖于平台，Windows下，-XX:MetaspaceSize 约为21M，-XX:MaxMetaspaceSize的值是-1，即没有限制。
-
与永久代不同，如果不指定大小，默认情况下，虚拟机会耗尽所有的可用系统内存。如果元数据区发生溢出，虚拟机一样会抛出异常OutOfMemoryError:Metaspace
-
-XX:MetaspaceSize：设置初始的元空间大小。对于一个 64位 的服务器端 JVM 来说，其默认的 -XX:MetaspaceSize值为21MB。这就是初始的高水位线，一旦触及这个水位线，Full GC将会被触发并卸载没用的类（即这些类对应的类加载器不再存活），然后这个高水位线将会重置。新的高水位线的值取决于GC后释放了多少元空间。如果释放的空间不足，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。如果释放空间过多，则适当降低该值。
-
如果初始化的高水位线设置过低，上述高水位线调整情况会发生很多次。通过垃圾回收器的日志可以观察到Full GC多次调用。为了避免频繁地GC，建议将-XX:MetaspaceSize设置为一个相对较高的值。
3.3 方法区OOM {#33-方法区oom}
举例：
代码：OOMTest 类继承 ClassLoader 类，获得 defineClass() 方法，可自己进行类的加载
/**
* jdk6/7中：
* -XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m
*
* jdk8中：
* -XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m
*
*/
public class OOMTest extends ClassLoader {
public static void main(String[] args) {
int j = 0;
try {
OOMTest test = new OOMTest();
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
//创建ClassWriter对象，用于生成类的二进制字节码
ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);
//指明版本号，修饰符，类名，包名，父类，接口
classWriter.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null, "java/lang/Object", null);
//返回byte[]
byte[] code = classWriter.toByteArray();
//类的加载
test.defineClass("Class" + i, code, 0, code.length);//Class对象
j++;
}
} finally {
System.out.println(j);
}
}
}
不设置元空间的上限
使用默认的 JVM 参数，元空间不设置上限
输出结果：
10000
设置元空间的上限
JVM 参数
-XX:MetaspaceSize=10m -XX:MaxMetaspaceSize=10m
输出结果：
8531
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:763)
at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:642)
at com.atguigu.java.OOMTest.main(OOMTest.java:29)
3.4 如何解决OOM {#34-如何解决oom}
这个属于调优的问题，这里先简单的说一下
-
要解决OOM异常或heap space的异常，一般的手段是首先通过内存映像分析工具（如Ec1ipse Memory Analyzer）对dump出来的堆转储快照进行分析，重点是确认内存中的对象是否是必要的，也就是要先分清楚到底是出现了内存泄漏（Memory Leak）还是内存溢出（Memory Overflow）
-
内存泄漏就是有大量的引用指向某些对象，但是这些对象以后不会使用了，但是因为它们还和GC ROOT有关联，所以导致以后这些对象也不会被回收，这就是内存泄漏的问题
-
如果是内存泄漏，可进一步通过工具查看泄漏对象到GC Roots的引用链。于是就能找到泄漏对象是通过怎样的路径与GC Roots相关联并导致垃圾收集器无法自动回收它们的。掌握了泄漏对象的类型信息，以及GC Roots引用链的信息，就可以比较准确地定位出泄漏代码的位置。
-
如果不存在内存泄漏，换句话说就是内存中的对象确实都还必须存活着，那就应当检查虚拟机的堆参数（-Xmx与-Xms），与机器物理内存对比看是否还可以调大，从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长、持有状态时间过长的情况，尝试减少程序运行期的内存消耗。
四、方法区的内部结构 {#四方法区的内部结构}
4.1 方法区存储什么？ {#41-方法区存储什么}
4.1.1 概念 {#411-概念}
《深入理解Java虚拟机》书中对方法区（Method Area）存储内容描述如下：它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存 等。
1、类型信息 {#1类型信息}
对每个加载的类型（类class、接口interface、枚举enum、注解annotation），JVM必须在方法区中存储以下类型信息：
-
这个类型的完整有效名称（全名=包名.类名）
-
这个类型直接父类的完整有效名（对于interface或是java.lang.Object，都没有父类）
-
这个类型的修饰符（public，abstract，final的某个子集）
-
这个类型直接接口的一个有序列表
2、域（Field）信息 {#2域field信息}
也就是我们常说的成员变量，域信息是比较官方的称呼
-
JVM必须在方法区中保存类型的所有域的相关信息以及域的声明顺序。
-
域的相关信息包括：域名称，域类型，域修饰符（public，private，protected，static，final，volatile，transient的某个子集）
3、方法（Method）信息 {#3方法method信息}
JVM必须保存所有方法的以下信息，同域信息一样包括声明顺序：
-
方法名称
-
方法的返回类型（包括 void 返回类型），void 在 Java 中对应的为 void.class
-
方法参数的数量和类型（按顺序）
-
方法的修饰符（public，private，protected，static，final，synchronized，native，abstract的一个子集）
-
方法的字节码（bytecodes）、操作数栈、局部变量表及大小（abstract和native方法除外）
-
异常表（abstract和native方法除外），异常表记录每个异常处理的开始位置、结束位置、代码处理在程序计数器中的偏移地址、被捕获的异常类的常量池索引
4.1.2举例 {#412举例}
/**
* 测试方法区的内部构成
*/
public class MethodInnerStrucTest extends Object implements Comparable<String>,Serializable {
//属性
public int num = 10;
private static String str = "测试方法的内部结构";
//构造器
//方法
public void test1(){
int count = 20;
System.out.println("count = " + count);
}
public static int test2(int cal){
int result = 0;
try {
int value = 30;
result = value / cal;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return result;
}
` @Override
public int compareTo(String o) {
return 0;
}
}
`
javap -v -p MethodInnerStrucTest.class > test.txt
- 反编译字节码文件，并输出值文本文件中，便于查看。参数 -p 确保能查看 private 权限类型的字段或方法
字节码：
Classfile /F:/IDEAWorkSpaceSourceCode/JVMDemo/out/production/chapter09/com/atguigu/java/MethodInnerStrucTest.class
Last modified 2020-11-13; size 1626 bytes
MD5 checksum 0d0fcb54854d4ce183063df985141ad0
Compiled from "MethodInnerStrucTest.java"
//类型信息
public class com.atguigu.java.MethodInnerStrucTest extends java.lang.Object implements java.lang.Comparable<java.lang.String>, java.io.Serializable
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #18.#52 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Fieldref #17.#53 // com/atguigu/java/MethodInnerStrucTest.num:I
#3 = Fieldref #54.#55 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#4 = Class #56 // java/lang/StringBuilder
#5 = Methodref #4.#52 // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
#6 = String #57 // count =
#7 = Methodref #4.#58 // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#8 = Methodref #4.#59 // java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
#9 = Methodref #4.#60 // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
#10 = Methodref #61.#62 // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
#11 = Class #63 // java/lang/Exception
#12 = Methodref #11.#64 // java/lang/Exception.printStackTrace:()V
#13 = Class #65 // java/lang/String
#14 = Methodref #17.#66 // com/atguigu/java/MethodInnerStrucTest.compareTo:(Ljava/lang/String;)I
#15 = String #67 // 测试方法的内部结构
#16 = Fieldref #17.#68 // com/atguigu/java/MethodInnerStrucTest.str:Ljava/lang/String;
#17 = Class #69 // com/atguigu/java/MethodInnerStrucTest
#18 = Class #70 // java/lang/Object
#19 = Class #71 // java/lang/Comparable
#20 = Class #72 // java/io/Serializable
#21 = Utf8 num
#22 = Utf8 I
#23 = Utf8 str
#24 = Utf8 Ljava/lang/String;
#25 = Utf8 <init>
#26 = Utf8 ()V
#27 = Utf8 Code
#28 = Utf8 LineNumberTable
#29 = Utf8 LocalVariableTable
#30 = Utf8 this
#31 = Utf8 Lcom/atguigu/java/MethodInnerStrucTest;
#32 = Utf8 test1
#33 = Utf8 count
#34 = Utf8 test2
#35 = Utf8 (I)I
#36 = Utf8 value
#37 = Utf8 e
#38 = Utf8 Ljava/lang/Exception;
#39 = Utf8 cal
#40 = Utf8 result
#41 = Utf8 StackMapTable
#42 = Class #63 // java/lang/Exception
#43 = Utf8 compareTo
#44 = Utf8 (Ljava/lang/String;)I
#45 = Utf8 o
#46 = Utf8 (Ljava/lang/Object;)I
#47 = Utf8 <clinit>
#48 = Utf8 Signature
#49 = Utf8 Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Comparable<Ljava/lang/String;>;Ljava/io/Serializable;
#50 = Utf8 SourceFile
#51 = Utf8 MethodInnerStrucTest.java
#52 = NameAndType #25:#26 // "<init>":()V
#53 = NameAndType #21:#22 // num:I
#54 = Class #73 // java/lang/System
#55 = NameAndType #74:#75 // out:Ljava/io/PrintStream;
#56 = Utf8 java/lang/StringBuilder
#57 = Utf8 count =
#58 = NameAndType #76:#77 // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#59 = NameAndType #76:#78 // append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
#60 = NameAndType #79:#80 // toString:()Ljava/lang/String;
#61 = Class #81 // java/io/PrintStream
#62 = NameAndType #82:#83 // println:(Ljava/lang/String;)V
#63 = Utf8 java/lang/Exception
#64 = NameAndType #84:#26 // printStackTrace:()V
#65 = Utf8 java/lang/String
#66 = NameAndType #43:#44 // compareTo:(Ljava/lang/String;)I
#67 = Utf8 测试方法的内部结构
#68 = NameAndType #23:#24 // str:Ljava/lang/String;
#69 = Utf8 com/atguigu/java/MethodInnerStrucTest
#70 = Utf8 java/lang/Object
#71 = Utf8 java/lang/Comparable
#72 = Utf8 java/io/Serializable
#73 = Utf8 java/lang/System
#74 = Utf8 out
#75 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#76 = Utf8 append
#77 = Utf8 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#78 = Utf8 (I)Ljava/lang/StringBuilder;
#79 = Utf8 toString
#80 = Utf8 ()Ljava/lang/String;
#81 = Utf8 java/io/PrintStream
#82 = Utf8 println
#83 = Utf8 (Ljava/lang/String;)V
#84 = Utf8 printStackTrace
{
//域信息
public int num;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC
private static java.lang.String str;
descriptor: Ljava/lang/String;
flags: ACC_PRIVATE, ACC_STATIC
//方法信息
public com.atguigu.java.MethodInnerStrucTest();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."\<init\>":()V
4: aload_0
5: bipush 10
7: putfield #2 // Field num:I
10: return
LineNumberTable:
line 10: 0
line 12: 4
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 11 0 this Lcom/atguigu/java/MethodInnerStrucTest;
public void test1();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=3, locals=2, args_size=1
0: bipush 20
2: istore_1
3: getstatic #3 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
6: new #4 // class java/lang/StringBuilder
9: dup
10: invokespecial #5 // Method java/lang/StringBuilder."\<init\>":()V
13: ldc #6 // String count =
15: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
18: iload_1
19: invokevirtual #8 // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
22: invokevirtual #9 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
25: invokevirtual #10 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
28: return
LineNumberTable:
line 17: 0
line 18: 3
line 19: 28
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 29 0 this Lcom/atguigu/java/MethodInnerStrucTest;
3 26 1 count I
public static int test2(int);
descriptor: (I)I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=3, args_size=1
0: iconst_0
1: istore_1
2: bipush 30
4: istore_2
5: iload_2
6: iload_0
7: idiv
8: istore_1
9: goto 17
12: astore_2
13: aload_2
14: invokevirtual #12 // Method java/lang/Exception.printStackTrace:()V
17: iload_1
18: ireturn
Exception table:
from to target type
2 9 12 Class java/lang/Exception
LineNumberTable:
line 21: 0
line 23: 2
line 24: 5
line 27: 9
line 25: 12
line 26: 13
line 28: 17
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
5 4 2 value I
13 4 2 e Ljava/lang/Exception;
0 19 0 cal I
2 17 1 result I
StackMapTable: number_of_entries = 2
frame_type = 255 /\* full_frame /
offset_delta = 12
locals = \[ int, int \]
stack = \[ class java/lang/Exception \]
frame_type = 4 / same \*/
public int compareTo(java.lang.String);
descriptor: (Ljava/lang/String;)I
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=2, args_size=2
0: iconst_0
1: ireturn
LineNumberTable:
line 33: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 2 0 this Lcom/atguigu/java/MethodInnerStrucTest;
0 2 1 o Ljava/lang/String;
public int compareTo(java.lang.Object);
descriptor: (Ljava/lang/Object;)I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_BRIDGE, ACC_SYNTHETIC
Code:
stack=2, locals=2, args_size=2
0: aload_0
1: aload_1
2: checkcast #13 // class java/lang/String
5: invokevirtual #14 // Method compareTo:(Ljava/lang/String;)I
8: ireturn
LineNumberTable:
line 10: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 9 0 this Lcom/atguigu/java/MethodInnerStrucTest;
static {};
descriptor: ()V
flags: ACC_STATIC
Code:
stack=1, locals=0, args_size=0
0: ldc #15 // String 测试方法的内部结构
2: putstatic #16 // Field str:Ljava/lang/String;
5: return
LineNumberTable:
line 13: 0
}
Signature: #49 // Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Comparable\<Ljava/lang/String;\>;Ljava/io/Serializable;
SourceFile: "MethodInnerStrucTest.java"
1、 类型信息 {#1-类型信息}
在运行时方法区中，类信息中记录了哪个加载器加载了该类，同时类加载器也记录了它加载了哪些类
//类型信息
public class com.atguigu.java.MethodInnerStrucTest extends java.lang.Object implements java.lang.Comparable<java.lang.String>, java.io.Serializable
2、 域信息 {#2-域信息}
-
descriptor: I 表示字段类型为 Integer
-
flags: ACC_PUBLIC 表示字段权限修饰符为 public
//域信息
public int num;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC
private static java.lang.String str;
descriptor: Ljava/lang/String;
flags: ACC_PRIVATE, ACC_STATIC
3、方法信息 {#3方法信息}
-
descriptor: ()V 表示方法返回值类型为 void
-
flags: ACC_PUBLIC 表示方法权限修饰符为 public
-
stack=3 表示操作数栈深度为 3
-
locals=2 表示局部变量个数为 2 个（实力方法包含 this）
-
test1() 方法虽然没有参数，但是其 args_size=1 ，这时因为将 this 作为了参数
public void test1();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=3, locals=2, args_size=1
0: bipush 20
2: istore_1
3: getstatic #3 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
6: new #4 // class java/lang/StringBuilder
9: dup
10: invokespecial #5 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
13: ldc #6 // String count =
15: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
18: iload_1
19: invokevirtual #8 // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
22: invokevirtual #9 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
25: invokevirtual #10 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
28: return
LineNumberTable:
line 17: 0
line 18: 3
line 19: 28
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 29 0 this Lcom/atguigu/java/MethodInnerStrucTest;
3 26 1 count I
4.2 non-final 类型的类变量 {#42-non-final-类型的类变量}
-
静态变量和类关联在一起，随着类的加载而加载，他们成为类数据在逻辑上的一部分
-
类变量被类的所有实例共享，即使没有类实例时，你也可以访问它
4.2.1 举例 {#421-举例}
-
如下代码所示，即使我们把order设置为null，也不会出现空指针异常
-
这更加表明了 static 类型的字段和方法随着类的加载而加载，并不属于特定的类实例
public class MethodAreaTest {
public static void main(String[] args) {
Order order = null;
order.hello();
System.out.println(order.count);
}
}
class Order {
public static int count = 1;
public static final int number = 2;
` public static void hello() {
System.out.println("hello!");
}
}
`
输出结果：
hello!
1
4.2.2 全局常量：static final {#422-全局常量static-final}
-
全局常量就是使用 static final 进行修饰
-
被声明为final的类变量的处理方法则不同，每个全局常量在编译的时候就会被分配了。
查看上面代码，这部分的字节码指令
class Order {
public static int count = 1;
public static final int number = 2;
...
}
public static int count;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
` public static final int number;
descriptor: I
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
ConstantValue: int 2
`
可以发现 staitc和final同时修饰的number 的值在编译上的时候已经写死在字节码文件中了。
4.3 运行时常量池 {#43-运行时常量池}
4.3.1 运行时常量池 VS 常量池 {#431-运行时常量池-vs-常量池}
官方文档 ：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html
后面会细讲常量池，这里为了讲清楚方法区，简单带一下。
-
方法区，内部包含了运行时常量池
-
字节码文件，内部包含了常量池。（之前的字节码文件中已经看到了很多Constant pool的东西，这个就是常量池）
-
要弄清楚方法区，需要理解清楚ClassFile，因为加载类的信息都在方法区。
-
要弄清楚方法区的运行时常量池，需要理解清楚ClassFile中的常量池。
4.3.2 常量池 {#432-常量池}
-
一个有效的字节码文件中除了包含类的版本信息、字段、方法以及接口等描述符信息外。还包含一项信息就是常量池表 （Constant Pool Table），包括各种字面量和对类型、域和方法的符号引用。
-
字面量： 10 ， "我是某某"这种数字和字符串都是字面量
1. 为什么需要常量池？ {#1-为什么需要常量池}
- 一个java源文件中的类、接口，编译后产生一个字节码文件。而Java中的字节码需要数据支持，通常这种数据会很大以至于不能直接存到字节码里，换另一种方式，可以存到常量池。这个字节码包含了指向常量池的引用。在动态链接的时候会用到运行时常量池，之前有介绍
比如：如下的代码：
public class SimpleClass {
public void sayHello() {
System.out.println("hello");
}
}
-
虽然上述代码只有194字节，但是里面却使用了String、System、PrintStream及Object等结构。
-
比如说我们这个文件中有6个地方用到了"hello"这个字符串，如果不用常量池，就需要在6个地方全写一遍，造成臃肿。我们可以将"hello"等所需用到的结构信息记录在常量池中，并通过引用的方式，来加载、调用所需的结构
-
这里的代码量其实很少了，如果代码多的话，引用的结构将会更多，这里就需要用到常量池了。
2. 常量池中有啥？ {#2-常量池中有啥}
- 数量值
- 字符串值
- 类引用
- 字段引用
- 方法引用
MethodInnerStrucTest 的 test1方法的字节码
0 bipush 20
2 istore_1
3 getstatic #3 <java/lang/System.out>
6 new #4 <java/lang/StringBuilder>
9 dup
10 invokespecial #5 <java/lang/StringBuilder.<init>>
13 ldc #6 <count = >
15 invokevirtual #7 <java/lang/StringBuilder.append>
18 iload_1
19 invokevirtual #8 <java/lang/StringBuilder.append>
22 invokevirtual #9 <java/lang/StringBuilder.toString>
25 invokevirtual #10 <java/io/PrintStream.println>
28 return
1、#3，#5等等这些带# 的，都是引用了常量池。
常量池总结
常量池、可以看做是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量等类型。
4.3.3 运行时常量池 {#433-运行时常量池}
-
运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。
-
常量池表（Constant Pool Table）是Class字节码文件的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用，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。（运行时常量池就是常量池在程序运行时的称呼）
-
运行时常量池，在加载类和接口到虚拟机后，就会创建对应的运行时常量池。
-
JVM为每个已加载的类型（类或接口）都维护一个常量池。池中的数据项像数组项一样，是通过索引访问的。
-
运行时常量池中包含多种不同的常量，包括编译期就已经明确的数值字面量，也包括到运行期解析后才能够获得的方法或者字段引用。此时不再是常量池中的符号地址了，这里换为真实地址。
- 运行时常量池，相对于Class文件常量池的另一重要特征是：具备动态性。
-
运行时常量池类似于传统编程语言中的符号表（symbol table），但是它所包含的数据却比符号表要更加丰富一些。
-
当创建类或接口的运行时常量池时，如果构造运行时常量池所需的内存空间超过了方法区所能提供的最大值，则JVM会抛OutofMemoryError异常。
五、方法区的使用举例 {#五方法区的使用举例}
public class MethodAreaDemo {
public static void main(String[] args) {
int x = 500;
int y = 100;
int a = x / y;
int b = 50;
System.out.println(a + b);
}
}
字节码
public class com.atguigu.java1.MethodAreaDemo
minor version: 0
major version: 51
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #5.#24 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = Fieldref #25.#26 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#3 = Methodref #27.#28 // java/io/PrintStream.println:(I)V
#4 = Class #29 // com/atguigu/java1/MethodAreaDemo
#5 = Class #30 // java/lang/Object
#6 = Utf8 <init>
#7 = Utf8 ()V
#8 = Utf8 Code
#9 = Utf8 LineNumberTable
#10 = Utf8 LocalVariableTable
#11 = Utf8 this
#12 = Utf8 Lcom/atguigu/java1/MethodAreaDemo;
#13 = Utf8 main
#14 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#15 = Utf8 args
#16 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#17 = Utf8 x
#18 = Utf8 I
#19 = Utf8 y
#20 = Utf8 a
#21 = Utf8 b
#22 = Utf8 SourceFile
#23 = Utf8 MethodAreaDemo.java
#24 = NameAndType #6:#7 // "<init>":()V
#25 = Class #31 // java/lang/System
#26 = NameAndType #32:#33 // out:Ljava/io/PrintStream;
#27 = Class #34 // java/io/PrintStream
#28 = NameAndType #35:#36 // println:(I)V
#29 = Utf8 com/atguigu/java1/MethodAreaDemo
#30 = Utf8 java/lang/Object
#31 = Utf8 java/lang/System
#32 = Utf8 out
#33 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#34 = Utf8 java/io/PrintStream
#35 = Utf8 println
#36 = Utf8 (I)V
{
public com.atguigu.java1.MethodAreaDemo();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 7: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcom/atguigu/java1/MethodAreaDemo;
` public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=3, locals=5, args_size=1
0: sipush 500
3: istore_1
4: bipush 100
6: istore_2
7: iload_1
8: iload_2
9: idiv
10: istore_3
11: bipush 50
13: istore 4
15: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
18: iload_3
19: iload 4
21: iadd
22: invokevirtual #3 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
25: return
LineNumberTable:
line 9: 0
line 10: 4
line 11: 7
line 12: 11
line 13: 15
line 14: 25
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 26 0 args [Ljava/lang/String;
4 22 1 x I
7 19 2 y I
11 15 3 a I
15 11 4 b I
}
SourceFile: "MethodAreaDemo.java"
`
5.1 图解字节码指令执行流程 {#51-图解字节码指令执行流程}
1、初始状态
2、首先将操作数500压入操作数栈中
3、然后操作数 500 从操作数栈中取出，存储到局部变量表中索引为 1 的位置
4、
5、
6、
7、
8、
9、
10、
11、图片写错了是#25和#26（获得System类）
12、
13、
15、执行加法运算后，将计算结果放在操作数栈顶
16、就是真正的打印
17、
符号引用 --> 直接引用
-
上面代码调用 System.out.println() 方法时，首先需要看看 System 类有没有加载，再看看 PrintStream 类有没有加载
-
如果没有加载，则执行加载，执行时，将常量池中的符号引用（字面量）转换为运行时常量池的直接引用（真正的地址值）
六、方法区演进细节 {#六方法区演进细节}
6.1 永久代演进过程 {#61-永久代演进过程}
-
首先明确：只有Hotspot才有永久代。BEA JRockit、IBM J9等来说，是不存在永久代的概念的。原则上如何实现方法区属于虚拟机实现细节，不受《Java虚拟机规范》管束，并不要求统一。
-
Hotspot中方法区的变化：
| JDK1.6及以前 | 有永久代（permanent generation），静态变量存储在永久代上 | |-----------|--------------------------------------------------| | JDK1.7 | 有永久代，但已经逐步 "去永久代"，字符串常量池，静态变量移除，保存在堆中 | | JDK1.8 | 无永久代，类型信息，字段，方法，常量保存在本地内存的元空间，但字符串常量池、静态变量仍然在堆中。 |
JDK6
方法区由永久代实现，使用 JVM 虚拟机内存（虚拟的内存）
JDK7
方法区由永久代实现，使用 JVM 虚拟机内存
JDK8
方法区由元空间实现，使用物理机本地内存
6.2永久代为什么要被元空间替代？ {#62永久代为什么要被元空间替代}
-
随着Java8的到来，HotSpot VM中再也见不到永久代了。但是这并不意味着类的元数据信息也消失了。这些数据被移到了一个与堆不相连的本地内存区域，这个区域叫做元空间（Metaspace）。
-
由于类的元数据分配在本地内存中，元空间的最大可分配空间就是系统可用内存空间。
-
这项改动是很有必要的，原因有：
- 为永久代设置空间大小是很难确定的。在某些场景下，如果动态加载类过多，容易产生Perm区的OOM。比如某个实际Web工程中，因为功能点比较多，在运行过程中，要不断动态加载很多类，经常出现致命错误。
Exception in thread 'dubbo client x.x connector' java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space而元空间和永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。 因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制。 - 对永久代进行调优是很困难的。方法区的垃圾收集主要回收两部分内容：常量池中废弃的常量和不再用的类型，方法区的调优主要是为了降低Full GC
- 有些人认为方法区（如HotSpot虚拟机中的元空间或者永久代）是没有垃圾收集行为的，其实不然。《Java虚拟机规范》对方法区的约束是非常宽松的，提到过可以不要求虚拟机在方法区中实现垃圾收集。事实上也确实有未实现或未能完整实现方法区类型卸载的收集器存在（如JDK11时期的ZGC收集器就不支持类卸载）。
- 一般来说这个区域的回收效果比较难令人满意，尤其是类型的卸载，条件相当苛刻**。但是这部分区域的回收有时又确实是必要的。以前Sun公司的Bug列表中，曾出现过的若干个严重的Bug就是由于低版本的HotSpot虚拟机对此区域未完全回收而导致内存泄漏。
- 为永久代设置空间大小是很难确定的。在某些场景下，如果动态加载类过多，容易产生Perm区的OOM。比如某个实际Web工程中，因为功能点比较多，在运行过程中，要不断动态加载很多类，经常出现致命错误。
6.3 字符串常量池 {#63-字符串常量池}
6.3.1 字符串常量池 StringTable 为什么要调整位置？ {#631-字符串常量池-stringtable-为什么要调整位置}
-
JDK7中将StringTable放到了堆空间中。因为永久代的回收效率很低，在Full GC的时候才会执行永久代的垃圾回收，而Full GC是老年代的空间不足、永久代不足时才会触发。
-
这就导致StringTable回收效率不高，而我们开发中会有大量的字符串被创建，回收效率低，导致永久代内存不足。放到堆里，能及时回收内存。
6.4 静态变量放在哪里 {#64-静态变量放在哪里}
6.4.1对象实体在哪里放着？ {#641对象实体在哪里放着}
/**
* 结论：
* 1、静态引用对应的对象实体(也就是这个new byte[1024 * 1024 * 100])始终都存在堆空间，
* 2、只是那个变量(相当于下面的arr变量名)在JDK6,JDK7,JDK8存放位置中有所变化
*
* jdk7：
* -Xms200m -Xmx200m -XX:PermSize=300m -XX:MaxPermSize=300m -XX:+PrintGCDetails
* jdk 8：
* -Xms200m -Xmx200m -XX:MetaspaceSize=300m -XX:MaxMetaspaceSize=300m -XX:+PrintGCDetails
*/
public class StaticFieldTest {
private static byte[] arr = new byte[1024 * 1024 * 100];//100MB
` public static void main(String[] args) {
System.out.println(StaticFieldTest.arr);
}
}
`
JDK6环境下
JDK7环境下
JDK8环境
6.4.2 变量(名)存放在哪里？ {#642-变量名存放在哪里}
这个问题需要用JHSDB工具来进行分析，这个工具是JDK9开始自带的(JDK9以前没有)，在bin目录下可以找到
package com.atguigu.java1;
/\*\*
\* 《深入理解Java虚拟机》中的案例：
\* staticObj、instanceObj、localObj存放在哪里？
\*/
public class StaticObjTest {
static class Test {
static ObjectHolder staticObj = new ObjectHolder();
ObjectHolder instanceObj = new ObjectHolder();
void foo() {
ObjectHolder localObj = new ObjectHolder();
System.out.println("done");
}
}
private static class ObjectHolder {
}
` public static void main(String[] args) {
Test test = new StaticObjTest.Test();
test.foo();
}
}
`
JDK6环境下
1、staticObj随着Test的类型信息存放在方法区
2、instanceObj随着Test的对象实例存放在Java堆
3、localObject则是存放在foo()方法栈帧的局部变量表中。
4、测试发现：三个对象的数据在内存中的地址都落在Eden区范围内，所以结论：只要是对象实例必然会在Java堆中分配 。
1、0x00007f32c7800000(Eden区的起始地址) ---- 0x00007f32c7b50000(Eden区的终止地址)
2、可以发现三个变量都在这个范围内
3、所以可以得到上面结论
5、接着，找到了一个引用该staticObj对象的地方，是在一个java.lang.Class的实例里，并且给出了这个实例的地址，通过Inspector查看该对象实例，可以清楚看到这确实是一个java.lang.Class类型的对象实例，里面有一个名为staticobj的实例字段：
从《Java虚拟机规范》所定义的概念模型来看，所有Class相关的信息都应该存放在方法区之中，但方法区该如何实现，《Java虚拟机规范》并未做出规定，这就成了一件允许不同虚拟机自己灵活把握的事情。JDK7及其以后版本的HotSpot虚拟机选择把静态变量与类型在Java语言一端的映射Class对象存放在一起，存储于Java堆之中，从我们的实验中也明确验证了这一点
七、方法区的垃圾回收 {#七方法区的垃圾回收}
-
有些人认为方法区（如Hotspot虚拟机中的元空间或者永久代）是没有垃圾收集行为的，其实不然。《Java虚拟机规范》对方法区的约束是非常宽松的，提到过可以不要求虚拟机在方法区中实现垃圾收集。事实上也确实有未实现或未能完整实现方法区类型卸载的收集器存在（如JDK11时期的ZGC收集器就不支持类卸载）。
-
一般来说这个区域的回收效果比较难令人满意，尤其是类型的卸载，条件相当苛刻。但是这部分区域的回收有时又确实是必要的。以前sun公司的Bug列表中，曾出现过的若干个严重的Bug就是由于低版本的HotSpot虚拟机对此区域未完全回收而导致内存泄漏。
-
方法区的垃圾收集主要回收两部分内容：常量池中废弃的常量和不再使用的类型。
-
先来说说方法区内常量池之中主要存放的两大类常量：字面量和符号引用。字面量比较接近Java语言层次的常量概念，如文本字符串、被声明为final的常量值等。而符号引用则属于编译原理方面的概念，包括下面三类常量：
* 类和接口的全限定名
* 字段的名称和描述符
* 方法的名称和描述符 -
HotSpot虚拟机对常量池的回收策略是很明确的，只要常量池中的常量没有被任何地方引用，就可以被回收。
-
回收废弃常量与回收Java堆中的对象非常类似。（关于常量的回收比较简单，重点是类的回收）
下面也称作类卸载
1、判定一个常量是否"废弃"还是相对简单，而要判定一个类型是否属于"不再被使用的类"的条件就比较苛刻了。需要同时满足下面三个条件：
-
该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中不存在该类及其任何派生子类的实例。
-
加载该类的类加载器已经被回收，这个条件除非是经过精心设计的可替换类加载器的场景，如OSGi、JSP的重加载等，否则通常是很难达成的。
-
该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。
2、Java虚拟机被允许对满足上述三个条件的无用类进行回收，这里说的仅仅是"被允许"，而并不是和对象一样，没有引用了就必然会回收。关于是否要对类型进行回收，HotSpot虚拟机提供了-Xnoclassgc参数进行控制，还可以使用-verbose:class 以及 -XX：+TraceClass-Loading、-XX：+TraceClassUnLoading查看类加载和卸载信息
3、在大量使用反射、动态代理、CGLib等字节码框架，动态生成JSP以及OSGi这类频繁自定义类加载器的场景中，通常都需要Java虚拟机具备类型卸载的能力，以保证不会对方法区造成过大的内存压力。
八、运行时数据区总结 {#八运行时数据区总结}
8.1 直接内存 {#81-直接内存}
8.1.1 直接内存概述 {#811-直接内存概述}
-
不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是《Java虚拟机规范》中定义的内存区域。
-
直接内存是在Java堆外的、直接向系统申请的内存区间。
-
来源于NIO，通过存在堆中的DirectByteBuffer操作Native内存
-
通常，访问直接内存的速度会优于Java堆。即读写性能高。
- 因此出于性能考虑，读写频繁的场合可能会考虑使用直接内存。
- Java的NIO库允许Java程序使用直接内存，用于数据缓冲区
/**
- IO NIO (New IO / Non-Blocking IO)
- byte[] / char[] Buffer
- Stream Channel
- 查看直接内存的占用与释放 */
public class BufferTest {
private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 1024;//1GB
public static void main(String\[\] args){
//直接分配本地内存空间
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER);
System.out.println("直接内存分配完毕，请求指示！");
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
scanner.next();
` System.out.println("直接内存开始释放！");
byteBuffer = null;
System.gc();
scanner.next();
}
}
`
直接占用了 1G 的本地内存
8.1.2BIO 与 NIO {#812bio-与-nio}
1. 非直接缓存区（BIO） {#1-非直接缓存区bio}
原来采用BIO的架构，在读写本地文件时，我们需要从用户态切换成内核态
2. 直接缓冲区（NIO） {#2-直接缓冲区nio}
NIO 直接操作物理磁盘，省去了中间过程
8.1.3 直接内存与 OOM {#813-直接内存与-oom}
-
直接内存也可能导致OutofMemoryError异常
-
由于直接内存在Java堆外，因此它的大小不会直接受限于-Xmx指定的最大堆大小，但是系统内存是有限的，Java堆和直接内存的总和依然受限于操作系统能给出的最大内存。
-
直接内存的缺点为：
* 分配回收成本较高
* 不受JVM内存回收管理 -
直接内存大小可以通过MaxDirectMemorySize设置
-
如果不指定，默认与堆的最大值-Xmx参数值一致
/**
- 本地内存的OOM: OutOfMemoryError: Direct buffer memory
*/ public class BufferTest2 { private static final int BUFFER = 1024 * 1024 * 20;//20MB
public static void main(String\[\] args) { ArrayList\<ByteBuffer\> list = new ArrayList\<\>(); int count = 0; try { while(true){ ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(BUFFER); list.add(byteBuffer); count++; try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } finally { System.out.println(count); }} }
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory
at java.nio.Bits.reserveMemory(Bits.java:694)
at java.nio.DirectByteBuffer.<init>(DirectByteBuffer.java:123)
at java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(ByteBuffer.java:311)
at com.atguigu.java.BufferTest2.main(BufferTest2.java:21)
九、常见面试题 {#九常见面试题}
9.1 百度 {#91-百度}
- 三面：说一下JVM内存模型吧，有哪些区？分别干什么的？
随着JDK版本的迭代，JVM内存模型有所不同，大体上主要分为4块，分水岭为JDK1.8版本。
JDK1.8版本之前，JVM内存区有：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区，其中程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈在多线程环境下为线程私有，此时的方法区实际由永久代作为实现载体，因此堆中除了新生代、老年代还有一块空间为永久代，此内存区域为线程间共享即JVM进程中仅有一份。
1.8版本之后，JVM内存区有：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆，至于方法区的具体实现为元空间，占用的是计算机的本地内存，并不划归于JVM，同样的，程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈为线程私有，堆及元空间为线程共享。
接着我再谈一下每块内存区域主要的作用：
- 程序计数器：程序计数器是每个线程独有一份，原因是，程序计数器是记录线程中当前指令的行号，用于线程切换时能够迅速恢复运行环境，接着执行字节码指令，因此该内存区域较小，且不存在OOM和StackOverFlow的异常。
- 虚拟机栈：虚拟机栈是存放线程运行时的方法调用信息的载体，由一个一个栈帧组成，每一个栈帧意味着一个方法，栈帧入栈即为调用该方法，栈帧出栈即为方法返回，而栈帧主要由局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址等内容组成，有可能存在StackOverFlow的异常。
- 本地方法栈：本地方法栈是调用外部非JAVA实现的底层方法调用时的内存结构，用于实现与计算机操作系统、外部设备以及数据库连接等功能，也有可能存在StackOverFlow的异常。
- 堆：目前堆是对象分配的主要内存区域，堆上的对象大多具有"朝生夕死"的特点，因此为了对这部分对象更好的垃圾回收，将堆上分为新生代、老年代和永久代，而后永久代又被元空间代替，新生代中又存在伊甸园区、幸存者0区和1区。对象分配后存放在伊甸园区，当伊甸园区满了后，触发MinorGC，没有被引用的对象将被回收释放内存空间，而有引用的对象会移入幸存者区0，而后随着下一次MinorGC，幸存者0区也会一同被回收没有引用的对象，然后再把伊甸园区和幸存者0区剩下的对象，一同移入幸存者1区，如此反复，直到对象的年龄达到一定阈值，HotSpot虚拟机默认为15次MinorGC都未将其回收，则将其移入老年代中，而一些特殊情况也会导致对象没有达到15次MinorGC也会移入老年代。同时当老年代无法满足对象分配需求时，会触发MajorGC，会导致老年代被垃圾回收，而如果老年代无法满足对象分配需求，且MinorGC也无法回收出满足新对象分配的需求，或者永久代/元空间满了的情况下，JVM会进行FullGC，由于FullGC的耗时较长，因此JVM调优的主要手段也是减少FullGC的发生次数。这里有一点需要注意，静态变量和字符串常量数据的对象一直存储于堆中，只不过其变量名的存放在Hotspot虚拟机的不同JDK版本中有点不同，例如1.7版本之前，字符串常量存放于永久代，而后由于回收效率不高，在1.8后移入堆中。主要会存在OOM的异常
- 方法区：方法区在1.8之前，在hotspot虚拟机中由永久代实现，而其余虚拟机及1.8之后元空间主要存储类型信息，字段信息，常量等信息，元空间中也存垃圾回收和OOM，但是元空间中的类型信息垃圾回收效果很差，因为类型信息通常与应用程序的生命周期相同，很少被卸载。所以如果存在需要回收的情况，应当及时优化代码，减少对大量类的调用。也会存在OOM的异常
9.2 蚂蚁金服： {#92-蚂蚁金服}
- Java8的内存分代改进
永久代被替换为元空间，存储于本地内存。永久代被替换为元空间的原因是永久代的大小固定，容易发生内存溢出，而元空间使用本地内存，其大小只受本地内存限制，这样可以减少内存溢出的风险，并且使得JVM更加可控。
静态变量和字符串常量移入堆中，而并非之前的永久代。静态变量和字符串常量移入堆中，这样做的好处是堆内存相比永久代更加灵活，可以动态调整大小，且堆内存的垃圾回收策略已经非常成熟，这有助于提高垃圾回收的效率。
除了上述两点，Java 8还改进了G1垃圾回收器，使其成为默认的垃圾回收器，G1的目标是提供可预测的停顿时间，并且能够处理大堆内存，这对于运行大型应用程序的JVM来说是一个重要的特性。
- JVM内存分哪几个区，每个区的作用是什么？
见百度面试题的回答
- 一面：JVM内存分布/内存结构？栈和堆的区别？堆的结构？为什么两个survivor区？
JVM内存分布在HotSpot虚拟机中，在JDK 8中有所变化。JDK 8之前，JVM内存结构主要包括：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈这三个线程私有的内存结构，以及堆和方法区这两个线程共享的内存结构。实际上，方法区存储于堆的永久代，因此通常认为是四块内存区域。
JDK 8之后，JVM内存结构主要包括：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈三个线程私有，以及堆和由元空间实现的方法区。元空间存储在本地内存，因此不受JVM堆内存大小的限制。 栈和堆的区别在于它们的作用和内存管理方式。栈主要用于存储执行方法时的局部变量、操作数栈、动态链接等信息，每个线程都有自己的栈空间。栈内存分配速度快，回收是自动的，当方法调用结束后，对应的栈帧就会出栈。栈空间不足时，会抛出StackOverflowError异常。
堆空间主要用于存储Java对象实例，它是线程共享的，内存分配比栈慢，但可以动态扩展和收缩。堆空间不足时，会抛出OutOfMemoryError异常，同时递归过深时也会报StackOverflow的异常。 堆的结构在JDK 8之前主要分为新生代、老年代和永久代。JDK 8之后，永久代被元空间取代。新生代进一步细分为Eden区、Survivor0和Survivor1区。新生代用于存放新创建的对象，由于对象生命周期短，新生代会频繁进行Minor GC。 两个Survivor区的存在是为了优化内存碎片和提高垃圾回收效率。它们使用复制算法，当Eden区满时，进行Minor GC，存活的对象会被复制到一个Survivor区，另一个Survivor区在下次GC时用于存放存活对象。这样交替使用两个Survivor区，可以确保始终有一个Survivor区是空的，减少内存碎片，并且能够更高效地管理存活对象的内存。
- 二面：Eden和survior的比例分配
Eden区和Survivor区的比例默认为8:1:1，这意味着在新生代中，如果将其空间划分为10份，Eden区通常会占据8份，而两个Survivor区（通常称为S0和S1）各占1份。这种分配比例是基于大量Java应用程序的经验得出的，它旨在优化内存使用和垃圾回收效率。Eden区较大的比例是因为大多数新创建的对象生命周期都很短，很快就会死亡，因此需要更多的空间来存储这些短命对象。 新生代和老年代的比例默认为1:2，即新生代占整个堆空间的1/3，而老年代占2/3。这个比例同样可以根据应用程序的特点进行调整。例如，如果应用程序创建了很多长期存活的对象，可能需要增加老年代的空间比例。 这些比例可以通过JVM启动参数来调整。例如，可以使用
-XX:SurvivorRatio来设置Eden区和Survivor区的比例，而-XX:NewRatio参数可以用来设置新生代和老年代的比例。需要注意的是，这些比例并不是固定的，应该根据应用程序的实际运行情况和性能测试结果来适当调整，以达到最优的垃圾回收性能和内存利用率。
9.3 小米： {#93-小米}
- jvm内存分区，为什么要有新生代和老年代
JVM内存分区中，堆内存被划分为新生代和老年代，这种分代策略是基于对象生命周期的不同特性来设计的。
新生代用于存放新创建的对象，这些对象通常是短生命周期的。大部分对象在创建后很快就会变得不可达，因此需要频繁地进行垃圾回收。如果不进行分区，整个堆空间的垃圾回收将会非常低效，因为每次回收都需要扫描所有对象，包括那些很可能不会成为垃圾的对象。
老年代则用于存放长时间存活的对象。这些对象经过多次垃圾回收后仍然存活，因此它们被转移到老年代。老年代的空间通常比新生代大，而且垃圾回收发生的频率也较低，因为老年代中的对象回收成本更高，且它们不太可能成为垃圾。
分代垃圾回收的优势在于：
- 提高垃圾回收效率：通过将对象按生命周期分类，可以针对不同生命周期的对象采用最合适的垃圾回收算法。
- 减少暂停时间：新生代的垃圾回收（Minor GC）通常很快，而老年代的垃圾回收（Major GC或Full GC）可能会更慢且暂停时间更长。分代策略可以减少Full GC的频率，从而减少对应用程序的影响。
在新生代中，Eden区和两个Survivor区（通常称为S0和S1）进一步细分了内存。大多数新创建的对象首先在Eden区分配。当Eden区满时，进行Minor GC，存活的对象会被复制到一个Survivor区（如S0），而非存活对象则被清除。随着GC的进行，存活对象会在两个Survivor区之间来回复制，并且每次复制时对象的年龄会增加。当对象的年龄达到一定阈值后，它们会被晋升到老年代。
通过这种方式，JVM能够有效地管理不同生命周期的对象，优化内存使用，并减少垃圾回收的开销。
9.4 字节跳动： {#94-字节跳动}
- 二面：Java的内存分区
见百度的回答
- 二面：讲讲vm运行时数据库区
不懂什么叫运行时数据库区，应该是数据区吧？
还是按照百度那套回答。
- 什么时候对象会进入老年代？
对象会进入老年代的情况主要有以下几种：
- 年龄阈值晋升 ：在新生代中，每次进行Minor GC后，仍被引用的对象会被移入Survivor区（例如Survivor0），并且对象的年龄会增加1。这些对象会在两个Survivor区之间来回复制，每次复制时年龄都会增加。当对象的年龄达到设定的阈值（在HotSpot VM中默认是15次）时，它们会被晋升到老年代。这个阈值可以通过JVM参数
-XX:MaxTenuringThreshold来调整。- 大对象直接晋升 ：如果对象的大小超过了一定的阈值（可以通过JVM参数
-XX:PretenureSizeThreshold设置），那么这个对象会直接在老年代分配，而不是在新生代。这样做是为了避免在新生代中频繁地复制大对象，从而减少内存复制带来的开销。- 动态年龄判断：当Survivor区中，相同年龄所有对象的大小总和大于Survivor区的一半时，那么大于或等于这个年龄的所有对象都会被晋升到老年代。这个机制是为了防止Survivor空间被少数几个长期存活的大对象占满。
9.5 京东： {#95京东}
- JVM的内存结构，Eden和Survivor比例。
见上述回答
- JVM内存为什么要分成新生代，老年代，持久代。新生代中为什么要分为Eden和survivor。
见上述回答
9.6 天猫： {#96-天猫}
- 一面：Jvm内存模型以及分区，需要详细到每个区放什么。
见上述回答
- 一面：JVM的内存模型，Java8做了什么改
见上述回答
9.7 拼多多： {#97-拼多多}
- JVM内存分哪几个区，每个区的作用是什么？
见上述回答
9.8 美团： {#98-美团}
- java内存分配
见上述回答
- jvm的永久代中会发生垃圾回收吗？
是的，JVM的永久代中会发生垃圾回收。永久代（PermGen）是JDK 1.8之前方法区的一种实现，它用于存储类的元数据、常量池等。在永久代中，垃圾回收主要针对以下两个方面：
- 废弃常量的回收：当常量池中的常量不再有任何地方引用时，它们将成为垃圾回收的目标。
- 类的卸载 ：当一个类及其对应的类加载器不再被使用时，JVM可能会卸载这个类，释放其在永久代中占用的空间。类的卸载条件比较苛刻，通常需要满足以下条件：
- 该类的所有实例都被回收，即Java堆中不存在该类的任何实例。
- 加载该类的类加载器已经被回收。
- 该类的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。
由于类的卸载条件较为严格，且难以准确判断一个类是否真的"不再被使用"，因此，实际上永久代中的类卸载并不频繁。相比之下，常量池的回收更为常见。
需要注意的是，从JDK 1.8开始，永久代被移除，取而代之的是元空间（Metaspace），它直接使用本地内存而不是JVM堆内存。元空间同样需要进行垃圾回收，但其管理和回收策略与永久代有所不同。
- 一面：jvm内存分区，为什么要有新生代和老年代？
见上述回答
