JVM学习

1. 什么是JVM

JVM是Java Virtual-Machine，简称Java虚拟机。它是java二进制字节码的运行环境。
好处：

• 一次编写，到处运行
• 自动内存管理，垃圾回收功能
• 数组下标越界检查
• 多态

比较：
JVM，JRE，JDK有什么区别呢，具体如下：

2. 内存结构

2.1 程序计数器

程序计数器可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器，它的作用是记住下一条jvm指令的执行地址。
在多线程的场景下，每个线程都有一个独立的程序计数器，用于记录当前线程执行的位置，确保线程被切换回来后能知道执行到了哪里。
java的源代码不能直接交给cpu执行，它首先需要转变为二进制字节码，也就是jvm的指令；然后再把这些字节码交由解释器生成机器码，最后才能交给cpu执行。在这个过程中，解释器通过程序计数器去获取当前要执行的指令地址，并且会把下一个要执行的指令地址放入程序计数器。

特点：

• 线程私有
• 不会出现内存溢出

2.2 虚拟机栈

这里的栈可以理解成线程运行需要的内存空间。
而栈内部可以有很多栈帧，每个栈帧对应着一次方法的调用，所以栈帧也就是每个方法运行时需要的内存。栈帧内部包含方法参数、局部变量、返回地址等等。
每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法。

1. 栈内存溢出的可能原因：

• 栈帧过多（特别是方法递归调用的情况）
• 栈帧过大

2. 线程运行诊断：
   示例：cpu占用过高、迟迟得不到结果等情况
   假设在服务器排查，可以先用top命令看看是哪个进程对cpu的占用过高，然后再用ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 进程id去定位具体是哪个线程占用过高；如果找到之后，可以用jstack 进程id去进一步排查，根据进程id换算出十六进制的值去查找有问题的线程，进一步定位到问题代码的源码行数。

2.3 本地方法栈

本地方法栈会给本地方法的运行提供内存空间。就Java来举例，源码有很多native修饰的方法并且没有代码实现，这些底层都是调的c/c++代码，而本地方法栈就是给本地方法接口提供了内存空间。

2.4 堆

通过new关键字创建的对象都会使用堆内存。
特点；

• 线程共享的，需要考虑线程安全问题
• 有垃圾回收机制

1. 堆内存溢出
   比如定义了一个字符串a，无限循环让a = a + a，我们知道，字符串的拼接是通过new StringBuilder实现的，所以会放到堆中，这样循环反复，就会导致OOM。

2. 内存诊断
   jps 查看进程
   jmap -heap 进程id 查看一个时间段的堆内存的详情信息
   jconsole 连续查看堆内存的详情信息
   jvisualvm 也能连续查看堆内存的详情信息，相较于 jconsole 是升级版

2.5 方法区

方法区只是一种逻辑概念，具体实现在jdk1.7及之前，这个方法区位于堆的空间，落地称为永久代；而在jdk1.8及其之后，方法区位于元空间（meta），落地实现变更为元空间
相当于方法区是接口，永久代和元空间是实现类。方法区用于存储已被虚拟机加载的类信息，方法信息，字段信息，常量，静态变量等数据。