JVM主要包括兩個(gè)子系統和兩個(gè)組件。兩個(gè)子系統分別是Class loader子系統和Execution engine(執行引擎)子系統；兩個(gè)組件分別是Runtime data area (運行時(shí)數據區域)組件和Native interface(本地接口)組件。
Class loader子系統的作用：根據給定的全限定名類(lèi)名(如 java.lang.Object)來(lái)裝載class文件的內容到Runtime data area中的method area(方法區域)。Java程序員可以extendsjava.lang.ClassLoader類(lèi)來(lái)寫(xiě)自己的Class loader。
Execution engine子系統的作用：執行classes中的指令。任何JVMspecification實(shí)現(JDK)的核心都是Execution engine，不同的JDK（JVM specification）例如Sun的JDK 和IBM的JDK好壞主要就取決于他們各自實(shí)現的Execution engine的好壞。
Native interface組件：與nativelibraries交互，是其它編程語(yǔ)言交互的接口。當調用native方法的時(shí)候，就進(jìn)入了一個(gè)全新的并且不再受虛擬機限制的世界，所以也很容易出現JVM無(wú)法控制的native heap OutOfMemory。
Runtime Data Area組件：這就是我們常說(shuō)的JVM的內存了。它主要分為五個(gè)部分——
1、Heap (堆)：一個(gè)Java虛擬實(shí)例中只存在一個(gè)堆空間
2、Method Area(方法區域)：被裝載的class的信息存儲在Method area的內存中。當虛擬機裝載某個(gè)類(lèi)型時(shí)，它使用類(lèi)裝載器定位相應的class文件，然后讀入這個(gè)class文件內容并把它傳輸到虛擬機中。
3、Java Stack(java的棧)：虛擬機只會(huì )直接對Java stack執行兩種操作：以幀為單位的壓?；虺鰲?/p>
4、Program Counter(程序計數器)：每一個(gè)線(xiàn)程都有它自己的PC寄存器，也是該線(xiàn)程啟動(dòng)時(shí)創(chuàng )建的。PC寄存器的內容總是指向下一條將被執行指令的餓地址，這里的地址可以是一個(gè)本地指針，也可以是在方法區中相對應于該方法起始指令的偏移量。
5、Native method stack(本地方法棧)：保存native方法進(jìn)入區域的地址
以上五部分只有Heap 和Method Area是被所有線(xiàn)程的共享使用的；而Java stack, Program counter 和Native method stack是以線(xiàn)程為粒度的，每個(gè)線(xiàn)程獨自擁有自己的部分。
了解JVM的系統結構，再來(lái)看看JVM內存回收問(wèn)題了——
Sun的JVM Generational Collecting(垃圾回收)原理是這樣的：把對象分為年青代(Young)、年老代(Tenured)、持久代(Perm)，對不同生命周期的對象使用不同的算法。(基于對對象生命周期分析)
Java堆中的各代分布。
1. Young（年輕代）
年輕代分三個(gè)區。一個(gè)Eden區，兩個(gè)Survivor區。大部分對象在Eden區中生成。當Eden區滿(mǎn)時(shí)，還存活的對象將被復制到Survivor區（兩個(gè)中的一個(gè)），當這個(gè)Survivor區滿(mǎn)時(shí)，此區的存活對象將被復制到另外一個(gè)Survivor區，當這個(gè)Survivor去也滿(mǎn)了的時(shí)候，從第一個(gè)Survivor區復制過(guò)來(lái)的并且此時(shí)還存活的對象，將被復制年老區(Tenured。需要注意，Survivor的兩個(gè)區是對稱(chēng)的，沒(méi)先后關(guān)系，所以同一個(gè)區中可能同時(shí)存在從Eden復制過(guò)來(lái)對象，和從前一個(gè)Survivor復制過(guò)來(lái)的對象，而復制到年老區的只有從第一個(gè)Survivor去過(guò)來(lái)的對象。而且，Survivor區總有一個(gè)是空的。
2. Tenured（年老代）
年老代存放從年輕代存活的對象。一般來(lái)說(shuō)年老代存放的都是生命期較長(cháng)的對象。
3. Perm（持久代）
用于存放靜態(tài)文件，如今Java類(lèi)、方法等。持久代對垃圾回收沒(méi)有顯著(zhù)影響，但是有些應用可能動(dòng)態(tài)生成或者調用一些class，例如Hibernate等，在這種時(shí)候需要設置一個(gè)比較大的持久代空間來(lái)存放這些運行過(guò)程中新增的類(lèi)。持久代大小通過(guò)-XX:MaxPermSize=進(jìn)行設置。
舉個(gè)例子：當在程序中生成對象時(shí)，正常對象會(huì )在年輕代中分配空間，如果是過(guò)大的對象也可能會(huì )直接在年老代生成（據觀(guān)測在運行某程序時(shí)候每次會(huì )生成一個(gè)十兆的空間用收發(fā)消息，這部分內存就會(huì )直接在年老代分配）。年輕代在空間被分配完的時(shí)候就會(huì )發(fā)起內存回收，大部分內存會(huì )被回收，一部分幸存的內存會(huì )被拷貝至Survivor的from區，經(jīng)過(guò)多次回收以后如果from區內存也分配完畢，就會(huì )也發(fā)生內存回收然后將剩余的對象拷貝至to區。等到to區也滿(mǎn)的時(shí)候，就會(huì )再次發(fā)生內存回收然后把幸存的對象拷貝至年老區。
通常我們說(shuō)的JVM內存回收總是在指堆內存回收，確實(shí)只有堆中的內容是動(dòng)態(tài)申請分配的，所以以上對象的年輕代和年老代都是指的JVM的Heap空間，而持久代則是之前提到的Method Area，不屬于Heap。
了解完這些之后，以下的轉載一熱衷于鉆研技術(shù)的哥們Richen Wang關(guān)于內存管理的一些建議——
1、手動(dòng)將生成的無(wú)用對象，中間對象置為null，加快內存回收。
2、對象池技術(shù) 如果生成的對象是可重用的對象，只是其中的屬性不同時(shí)，可以考慮采用對象池來(lái)較少對象的生成。如果有空閑的對象就從對象池中取出使用，沒(méi)有再生成新的對象，大大提高了對象的復用率。
3、JVM調優(yōu) 通過(guò)配置JVM的參數來(lái)提高垃圾回收的速度，如果在沒(méi)有出現內存泄露且上面兩種辦法都不能保證內存的回收時(shí)，可以考慮采用JVM調優(yōu)的方式來(lái)解決，不過(guò)一定要經(jīng)過(guò)實(shí)體機的長(cháng)期測試，因為不同的參數可能引起不同的效果。如-Xnoclassgc參數等。
推薦的兩款內存檢測工具
1、jconsole JDK自帶的內存監測工具，路徑j(luò )dkbin目錄下jconsole.exe，雙擊可運行。連接方式有兩種，第一種是本地方式如調試時(shí)運行的進(jìn)程可以直接連，第二種是遠程方式，可以連接以服務(wù)形式啟動(dòng)的進(jìn)程。遠程連接方式是：在目標進(jìn)程的jvm啟動(dòng)參數中添加-Dcom.sun.management.jmxremote.port=1090-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false 1090是監聽(tīng)的端口號具體使用時(shí)要進(jìn)行修改，然后使用IP加端口號連接即可。通過(guò)該工具可以監測到當時(shí)內存的大小，CPU的使用量以及類(lèi)的加載，還提供了手動(dòng)gc的功能。優(yōu)點(diǎn)是效率高，速度快，在不影響進(jìn)行運行的情況下監測產(chǎn)品的運行。缺點(diǎn)是無(wú)法看到類(lèi)或者對象之類(lèi)的具體信息。使用方式很簡(jiǎn)單點(diǎn)擊幾下就可以知道功能如何了，確實(shí)有不明白之處可以上網(wǎng)查詢(xún)文檔。
2、JProfiler收費的工具，但是到處都有破解辦法。安裝好以后按照配置調試的方式配置好一個(gè)本地的session即可運行?？梢员O測當時(shí)的內存、CPU、線(xiàn)程等，能具體的列出內存的占用情況，還可以就某個(gè)類(lèi)進(jìn)行分析。優(yōu)點(diǎn)很多，缺點(diǎn)太影響速度，而且有的類(lèi)可能無(wú)法被織入方法，例如我使用jprofiler時(shí)一直沒(méi)有備份成功過(guò)，總會(huì )有一些類(lèi)的錯誤。
JVM specification的實(shí)現及其原理就介紹到這里。
聯(lián)系客服
