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笔记来源：图灵学院

一、java虚拟机概述

java虚拟机用于将字节码文件.class转化为不同操作系统上的机器码

java虚拟机的内存模型

二、栈内存解析

2.1 概述

java虚拟机为每一个java线程分配一个栈内存空间，存放变量

public class Math{

public static final int initData = 666;//常量存储在方法区

public int compute() { //一个方法对应一块栈帧内存区域

int a=1;

int b=2;

int c = (a+b)*10;

return c;

}

public static void main(String[] args){

Math math = new Math();

math.compute();

}

}

a，b，c 保存在main线程的compute()栈帧中

2.2 栈帧内部结构

学习栈帧内部结构前，我们首先要阅读字节码文件。

javac Math.java

javap -c Math.class > Math.txt

打开生成的Math.txt，可以看到反汇编后的代码如下：

Compiled from "Math.java"

public class jvm.Math {

public static final int initData;

public jvm.Math();

Code:

0: aload_0

1: invokespecial #12 // Method java/lang/Object."":()V

4: return

public int compute();

Code:

0: iconst_1

1: istore_1

2: iconst_2

3: istore_2

4: iload_1

5: iload_2

6: iadd

7: bipush 10

9: imul

10: istore_3

11: iload_3

12: ireturn

public static void main(java.lang.String[]);

Code:

0: new #1 // class jvm/Math

3: dup

4: invokespecial #25 // Method "":()V

7: astore_1

8: aload_1

9: invokevirtual #26 // Method compute:()I

12: pop

13: return

}

2.2.1 我们来解析一下compute()里面的代码：

public int compute() { //一个方法对应一块栈帧内存区域

int a=1;

int b=2;

int c = (a+b)*10;

return c;

}

//=======================================

public int compute();

Code:

0: iconst_1//将常量1压入操作数栈

1: istore_1 //将int类型的值存入局部变量1 -- a

2: iconst_2 //将常量2压入操作数栈

3: istore_2 //将int类型的值存入局部变量2 -- b

4: iload_1//从局部变量1装载int类型的值

5: iload_2 //从局部变量2装载int类型的值

6: iadd//1+2

7: bipush 10

9: imul//*10

10: istore_3//将int类型的值存入局部变量3 -- c

11: iload_3//装载c的值

12: ireturn

赋值过程：

装载，执行过程(操作数栈：临时存储需要操作的值)：

2.2.2 main函数内存区域

​main中存储了一个math对象的指针，指向堆(堆中有为这个对象开辟的内存空间)：

三、本地方法栈

早期 JAVA 需要与C/C++进行交互，所以用本地方法栈存储C/C++方法

四、堆

首先我们看看堆的结构：

​堆假设只有600M的话，那么年轻代占了1/3，也就是200M，老年代占了2/3。最开始的时候，对象都存放在Eden(伊甸区)中。

​当Eden区装满时，则字节码执行引擎开启一个线程，运行minor gc，扫描伊甸区中的对象，如果对象被引用了，则在s0区中复制一份，否则留在Eden中，被垃圾回收机制清理。

​其他区域也是类似的处理(在Eden，s0，s1中移动时，“年龄“会加大，当达到15时，会转入老年区，controller、service、bean、数据库持久层、缓存都是常见的老年区对象)：

​当老年代区放满后，字节码执行引擎开启一个线程，运行full gc，对所有区域进行垃圾回收，减少堆的空间，但是老年区被引用的对象还是不会被回收，所以当老年区再次被放满溢出时，会触发OutOfMemoryError的异常，即java堆不够用了。

扩展：STW【stop the world】，当 JVM 调用gc清理堆时，会暂停掉所有用户程序，比如电商购物时，点击按钮后通常会卡顿一下

垃圾回收，减少堆的空间，但是老年区被引用的对象还是不会被回收，所以当老年区再次被放满溢出时，会触发OutOfMemoryError的异常，即java堆不够用了。

扩展：STW【stop the world】，当 JVM 调用gc清理堆时，会暂停掉所有用户程序，比如电商购物时，点击按钮后通常会卡顿一下

所以 JVM 调优就是：尽量想方设法减少 STW 时间