JVM 调优篇2 jvm的内存结构以及堆栈参数设置与查看

一 jvm的内存模型

2.1 jvm内存模型概览

2.2 pc计数器

它是一块很小的内存空间，集合可以忽略不记，也是运行速度最快的存储区域。不会随着程序的运行需要更大的空间。

在jvm规范中，每个线程都有它自己的程序计数器，是线程私有的，生命周期与线程生命周期保持一致。

它是唯一一个在java虚拟机规范中没有规定任务outofmemoryError 情况的区域。

2.3 线程栈

2.3.1 概述特点

Java 虚拟机规范允许Java栈的大小是动态的或者是固定不变的。

如果采用固定大小的Java虚拟机栈，那每一个线程的Java虚拟机栈容量可以在线程创建的时候独立选定。如果线程请求分配的栈容量超过Java虚拟机栈允许的最大容量，Java虚拟机将会抛出一个StackOverflowError异常。

如果Java虚拟机栈可以动态扩展，并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存，或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈，那Java虚拟机将会抛出—个OutOfMemoryError异常。

栈中不存在GC,但存在OOM

2.3.2 栈帧包含的信息

栈帧包含信息：

1)局部变量: 由于局部变量表是建立在线程的栈上，是线程的私有数据，因此不存在数据线程安全问题。

当一个实例方法被调用的时候，它的方法参数和方法体内部定义的局部变量，将会按照顺序被复制到局部变量表中的每一个slot上。

2)操作数据栈

操作数栈，主要用于保存计算过程的中间结果，同时作为计算过程中变量临时的存储空间。

如果被调用的方法带有返回值的话，其返回值将会被压入当前栈帧的操作数栈中，并更新PC寄存器中下一条需要执行的字节码指令。

3)动态链接

指向运行期中常量池该方法的引用，常量池的作用，就是为了提供一些符号和常量，便于指令的识别。

4)方法出口等信息

无论通过哪种方式退出，在方法退出后都返回到该方法被调用的位置。方法正常退出时，调用者的pc计数器的值作为返回地址，即调用该方法的指令的下一条指令的地址。而通过异常退出的，返回地址是要通过异常表来确定，栈帧中一般不会保存这部分信息。

2.3.3 发生栈溢出的情况*

1.局部数据过大，当函数内部的数组过大时，有坑导致堆栈溢出。

2.递归调用层次太多，递归函数在运行时会执行压栈操作，当压栈次数太多时，也会导致堆栈溢出。

2.3.4 设置栈内存大小*

#设置栈内存大小：-Xss size (即： -XX：ThreadStackSize)

2.3.5 方法和栈帧之间的关系

在线程上正在执行的每个方法都各自对一个栈帧。栈帧是一个内存区块，是一个数据集，维系着方法执行过程中的各种数据信息。

2.4 本地方法栈

java虚拟机栈用于管理Java方法的调用，而本地方法栈用于管理本地方法的调用。

2.5 java堆

1.jdk7的结构

2.jdk8的结构

二实操案例

2.1 设置和查看栈大小

1.代码

/*** 演示栈中的异常:StackOverflowError** @author shkstart* @create 2020 下午 9:08** 设置栈的大小： -Xss   (-XX:ThreadStackSize)** -XX:+PrintFlagsFinal*/
public class StackErrorTest {private static int count = 1;public static void main(String[] args) {try {Thread.sleep(10000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}try {count++;main(args);}catch (Throwable e){System.out.println("递归的次数为：" + count);}}}

2.设置

3.查看： jinfo -flag ThreadStackSize pid

2.2 查堆的大小

1.代码

package com.ljf.jvm.optimise.staick;/*** 1. 设置堆空间大小的参数* -Xms 用来设置堆空间（年轻代+老年代）的初始内存大小*      -X 是jvm的运行参数*      ms 是memory start* -Xmx 用来设置堆空间（年轻代+老年代）的最大内存大小** 2. 默认堆空间的大小*    初始内存大小：物理电脑内存大小 / 64*             最大内存大小：物理电脑内存大小 / 4* 3. 手动设置：-Xms600m -Xmx600m*     开发中建议将初始堆内存和最大的堆内存设置成相同的值。** 4. -XX:+PrintFlagsFinal** @create 2021  20:15*/
public class HeapSpaceInitial {public static void main(String[] args) {//返回Java虚拟机中的堆内存总量long initialMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;//返回Java虚拟机试图使用的最大堆内存量long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;System.out.println("-Xms : " + initialMemory + "M");System.out.println("-Xmx : " + maxMemory + "M");//        System.out.println("系统内存大小为：" + initialMemory * 64.0 / 1024 + "G");
//        System.out.println("系统内存大小为：" + maxMemory * 4.0 / 1024 + "G");try {Thread.sleep(1000000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

2.查看

2.2 设置堆大小和日志输出

1.代码

/** 测试：大对象直接进入老年代* -Xms60m -Xmx60m -XX:NewRatio=2 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintGCDetails* @create 2021  21:48*/
public class YoungOldAreaTest {public static void main(String[] args) {byte[] buffer = new byte[1024 * 1024 * 20];//20m}
}

2.进行设置： -Xms60m -Xmx60m -XX:NewRatio=2 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintGCDetails

3.输出日志

2.3 设置元空间的大小与日志输出

1.代码

package com.atguigu.methodarea;/*** 结论：* 静态引用对应的对象实体始终都存在堆空间** jdk7：* -Xms300m -Xmx300m -XX:PermSize=300m -XX:MaxPermSize=300m -XX:+PrintGCDetails* jdk 8：* -Xms300m -Xmx300m -XX:MetaspaceSize=300m -XX:MaxMetaspaceSize=300m -XX:+PrintGCDetails* @author shkstart  shkstart@126.com* @create 2020  21:20*/
public class StaticFieldTest {private static byte[] arr = new byte[1024 * 1024 * 100];//100MB -> 200+MBpublic static void main(String[] args) {System.out.println(StaticFieldTest.arr);//        try {
//            Thread.sleep(1000000);
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }}
}

2.设置：

-Xms300m -Xmx300m -XX:MetaspaceSize=300m -XX:MaxMetaspaceSize=300m -XX:+PrintGCDetails

3.查看

2.4 设置堆中年轻代和日志输出

1.代码

/*** -Xms600m -Xmx600m -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintGCDetails* @create 2020  17:51*/
public class HeapInstanceTest {byte[] buffer = new byte[new Random().nextInt(1024 * 200)];public static void main(String[] args) {ArrayList<HeapInstanceTest> list = new ArrayList<HeapInstanceTest>();while (true) {list.add(new HeapInstanceTest());try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}

2.设置： -Xms600m -Xmx600m -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintGCDetails