JVM内存模型详解

笔记大纲1、jvm内存结构图2、jvm按照线程共享和私有内存区域划分结构图3、堆和栈在功能、内存大小、线程共享私有进行比较4、JVM运行结构图5、线程安全本质时序图6、jdk6、7、8三个版本内存模型比较7、jdk1.8为什么将方法区移除到本地内存8、jvm内存启动参数详解
JVM内存结构图(JDK1.6)多线程共享内存区域:方法区、堆。每一个线程独享内存:java栈、本地方法栈、程序计数器。

程序计数器：较小的内存空间，当前线程执行的字节码的行号指示器；各线程之间独立存储，互不影响；java 栈：线程私有，生命周期和线程，每个方法在执行的同时都会创建一个 栈帧用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。方法的执行就对应着栈帧在虚拟机栈中入栈和出栈的过程；栈里面存放着各种基本数据类型和对象的引用；本地方法栈：本地方法栈保存的是native方法的信息，当一个JVM创建的线程调用native方法后，JVM不再为其在虚拟机栈中创建栈帧，JVM只是简单地动态链接并直接调用native方法；堆：Java堆是程序员需要重点关注的一块区域，因为涉及到内存的分配(new关键字，反射等)与回收(回收算法，收集器等)；方法区：也叫永久区，用于存储已经被虚拟机加载的类信息，常量("zdy","123"等)，静态变量(static变量)等数据。(jdk1.8已经将方法区去掉了，将方法区移动到直接内存)运行时常量池：运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面("zdy","123"等)和符号引用。直接内存：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；1）如果使用了NIO,这块区域会被频繁使用，在java堆内可以用directByteBuffer对象直接引用并操作；2） 这块内存不受java堆大小限制，但受本机总内存的限制，可以通过MaxDirectMemorySize来设置（默认与堆内存最大值一样），所以也会出现OOM异常；
JVM内存中按照线程共享和线程私有划分结构图(JDK1.6)


堆和栈的区别1）堆和栈功能上的区别以栈帧的方式存储方法调用的过程，并存储方法调用过程中基本数据类型的变量（int、short、long、byte、float、double、boolean、char等）以及对象的引用变量，其内存分配在栈上，变量出了作用域就会自动释放；而堆内存用来存储Java中的对象。无论是成员变量，局部变量，还是类变量，它们指向的对象都存储在堆内存中；2）堆和栈在线程共享和线程私有区别栈内存归属于单个线程，每个线程都会有一个栈内存，其存储的变量只能在其所属线程中可见，即栈内存可以理解成线程的私有内存。堆内存中的对象对所有线程可见
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。堆内存中的对象可以被所有线程访问。3）空间大小 栈的内存要远远小于堆内存，栈的深度是有限制的，如果递归没有及时跳出，很可能发生StackOverFlowError问题。你可以通过-Xss选项设置栈内存的大小(这个参数是设定单个线程的栈空间)。-Xms选项可以设置堆的开始时的大小，-Xmx选项可以设置堆的最大值
JVM内存运行时结构图

每一个线程独享的内存区域有:程序计数器、java栈、本地方法栈线程共享区域:堆内存、方法区(JDK1.8已经去掉了方法区)
线程安全本质

线程安全本质是由于多个线程对同一个堆内存中的Count变量操作的时候，每一个线程会在线程内部创建这个堆内存Count变量的副本，线程内所有的操作都是对这个Count副本进行操作。这时如果其他线程操作这个堆内存Count变量,改变了Count值对这个线程是不可见的。当前线程操作完Count变量将值从副本空间写到主内存(堆内存)的时候就会覆盖其他线程操作Count变量的结果，引发线程不安全问题。
JDK1.6，JDK1.7，JDK1.8不同版本JVM内存模型区别相对于jdk1.6,jDK1.7将运行时常量池从方法区移除到堆内存。相对于JDK1.6,JDK1.8直接将方法区去掉，在本地内存中新增元数据空间。运行时常量池仍然在堆中。元数据区存放类加载信息。
JDK1.8为什么要移除方法区 1）永久代来存储类信息、常量、静态变量等数据不是个好主意, 很容易遇到内存溢出的问题.JDK8的实现中将类的元数据放入 native memory, 将字符串池和类的静态变量放入java堆中. 可以使用MaxMetaspaceSize对元数据区大小进行调整；2）对永久代进行调优是很困难的,同时将元空间与堆的垃圾回收进行了隔离，避免永久代引发的Full GC和OOM等问题；
JVM内存参数设定-Xms 初始堆内存大小-Xmx 最大堆内存大小-Xss 单个线程栈大小-XX:NewSize 初始新生代堆大小-XX:MaxNewSize 生代最大堆大小-XX:PermSize 方法区初始大小(JDK1.7及以前)-XX:MaxPermSize 方法区最大大小(JDK1.7及以前)-XX:MetaspaceSize 元数据区初始值(JDK1.8)-XX:MaxMetaspaceSize 元数据区最大值(JDK1.8)参数设置示例jdk1.7 windows设置tomcat的catalina.batset JAVA_OPTS=-Xms1024m -Xmx1024m -Xss1m -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m -XX:NewSize=256m -XX:MaxNewSize=256mjdk1.8 windows设置tomcat的catalina.batset JAVA_OPTS=-Xms1024m -Xmx1024m -Xss1m -XX:MetaspaceSize=128m -XX:MAXMetaspaceSize=256m -XX:NewSize=256m -XX:MaxNewSize=256m
jdk1.7 linux设置tomcat的catalina.shJAVA_OPTS=-Xms1024m -Xmx1024m -Xss1m -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m -XX:NewSize=256m -XX:MaxNewSize=256mjdk1.8 linux设置tomcat的catalina.shJAVA_OPTS=-Xms1024m -Xmx1024m -Xss1m -XX:MetaspaceSize=128m -XX:MAXMetaspaceSize=256m -XX:NewSize=256m -XX:MaxNewSize=256m