JVM性能调优

1. JDK的体系结构
2. Java语言的跨平台特性
3.JVM整体结构及内存模型
- 3.1 内存模型
- - 3.1.1 PC寄存器（线程私有）
  - 3.1.2 虚拟机栈（线程私有）
  - - 1. 局部变量表
    - 2. 操作数栈

本文是按照自己的理解进行笔记总结，如有不正确的地方，还望大佬多多指点纠正，勿喷。

1、JDK体系结构与跨平台特性介绍

2、JVM内存模型深度剖析

3、从jvisualvm来研究下对象内存流转模型

4、讲透Gc Root与STW机制

5、日均百万级订单交易系统JVM参数如何设置

6、JVM参数设置通用模型

1. JDK的体系结构

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JDK： JDK提供了编译、运行Java程序所需的各种资源和工具；包括Java编译器，Java运行时环境【JRE】；开发工具包括编译工具(javac.exe) 打包工具(jar.exe)等。

JRE： 即JAVA运行时环境，JVM就是包括在JRE中，以及常用的JAVA类库等；

SDK： SDK是基于JDK进行扩展的，是解决企业级开发的工具包。如JSP、JDBC、EJB等就是由SDK提供的；

JVM(Java Virtual Machine)，Java虚拟机，可以看做是一台抽象化的计算机，它有一套完整的体系架构，包括处理器、堆栈、寄存器等。

在运行时环境，JVM会将Java字节码解释成机器码。机器码和平台相关的（不同硬件环境、不同操作系统，产生的机器码不同），所以JVM在不同平台有不同的实现。目前JDK默认使用的实现是Hotspot VM。

2. Java语言的跨平台特性

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一次编译，到处执行（Write Once ,Run Anywhere）。用Java创建的可执行二进制程序，能够不加改变的运行于多个平台。从软件层面屏蔽不同操作系统底层硬件与指令上的区别

其实跨平台就是JVM来做的，我们在下载JDK的时候，会让我们选择不同的操作系统按照相应的JDK就是为了对应不同的操作系统。

3.JVM整体结构及内存模型

官方文档参考：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-2.htmI#jvms-2.5.4

3.1 内存模型

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为个不同的数据区。这些区域有各自的用途，以及创建和销毁事件。

JVM用来存储加载的类信息、常量、静态变量、编译后的代码等数据。

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3.1.1 PC寄存器（线程私有）

PC寄存器，也叫程序计数器。JVM支持多个线程同时运行，每个线程都有自己的程序计数器。倘若当前执行的是JVM方法，则该寄存器中保存当前执行指令的地址；倘若执行的是native方法，则PC寄存器为空。

这个内存区域是唯一一个在虚拟机中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

3.1.2 虚拟机栈（线程私有）

栈里面是存局部变量的。每个线程有一个私有的栈，随着线程的创建而创建。栈里面存放着一种叫做“栈帧”的东西，每个方法在执行的时候会创建一个栈帧，存储了局部变量表(基本数据类型和对象引用)，操作数栈，动态连接，方法出口等信息。

每个方法从调用到执行完毕，对应一个栈帧在虚拟机栈中的入栈和出栈。

（方法中的局部变量的空间可以进行释放）

通常所说的栈，一般是指虚拟机栈中的局部变量表部分。局部变量表所需的内存在编译期间完成分配。

栈的大小可以固定也可以动态扩展，当扩展到无法申请足够的内存，则OutOfMemoryError。

当栈调用深度大于JVM所允许的范围，会抛出StackOverflowError的错误

演示栈帧：

package ding;public class Math {public static final int initData = 666;public static People people = new People();public int compute(){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();}
}

当我们的线程一开始运行main方法，马上分配一块自己专属的线程栈，只要线程开始运行main方法，会在这一大块线程栈里面给自己的mian方法分配一块自己专属的地方，放main方法自己的局部变量，比如math。然后compute一运行又会给compute分配栈内存区域，用来放compute的局部变量。整个JVM内部他给每一个方法都会分配一块专属的内存空间，我们把这块空间叫做栈内存空间。

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那这个里面的栈与数据结构的栈（先进后出）有什么不一样的吗？

这个栈就是数据结构里面的栈，是一样的，这个下面是栈底，上面是栈顶，就是mian在栈底，compute在栈顶，出的时候就是compute先出，然后main再出。

为什么用数据结构里面的栈存储内存空间呢？

比如这个compute方法他是后调用的，但是他会先执行完，然后释放空间。

如果是递归的话在内存里面也不是套娃，也是一个一个往上，有很多个compute，他是往栈顶一直走，不是套娃。

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栈帧内部还是比较复杂的，除了放局部变量表之外，还有一块是操作数栈、动态链接、方法出口。

1. 局部变量表

就是放一些局部变量的

2. 操作数栈

看这个就需要看字节码文件

我们先来看字节码文件。
在这里插入图片描述
然后进行反汇编。打开终端

下面这个相当于是JVM的汇编语言。

Compiled from "Math.java"
public class ding.Math {public static final int initData;public static ding.People people;public ding.Math();Code:0: aload_01: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V4: returnpublic int compute();Code:0: iconst_11: istore_12: iconst_23: istore_24: iload_15: iload_26: iadd7: bipush        109: imul10: istore_311: iload_312: ireturnpublic static void main(java.lang.String[]);Code:0: new           #2                  // class ding/Math3: dup4: invokespecial #3                  // Method "<init>":()V7: astore_18: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;11: aload_112: invokevirtual #5                  // Method compute:()I15: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V18: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;21: ldc           #7                  // String test23: invokevirtual #8                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V26: returnstatic {};Code:0: new           #9                  // class ding/People3: dup4: invokespecial #10                 // Method ding/People."<init>":()V7: putstatic     #11                 // Field people:Lding/People;10: return
}