jvm的理解

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JVM内存区域

我们在编写程序时，经常会遇到OOM（out of Memory）以及内存泄漏等问题。为了避免出现这些问题，我们首先必须对JVM的内存划分有个具体的认识。JVM将内存主要划分为：方法区、虚拟机栈、本地方法栈、堆、程序计数器。JVM运行时数据区如下：

1.1

程序计数器

程序计数器是线程私有的区域，很好理解嘛~，每个线程当然得有个计数器记录当前执行到那个指令。占用的内存空间小，可以把它看成是当前线程所执行的字节码的行号指示器。如果线程在执行Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址；如果执行的是Native方法，这个计数器的值为空（Undefined）。

此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

1.2

Java虚拟机栈

与程序计数器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的，其生命周期与线程相同。

如何理解虚拟机栈呢？

本质上来讲，就是个栈。里面存放的元素叫栈帧，栈帧好像很复杂的样子，其实它很简单！它里面存放的是一个函数的上下文，具体存放的是执行的函数的一些数据。执行的函数需要的数据无非就是局部变量表（保存函数内部的变量）、操作数栈（执行引擎计算时需要），方法出口等等。

执行引擎每调用一个函数时，就为这个函数创建一个栈帧，并加入虚拟机栈。换个角度理解，每个函数从调用到执行结束，其实是对应一个栈帧的入栈和出栈。

注意这个区域可能出现的两种异常：

一种是StackOverflowError，当前线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度时，会抛出这个异常。制造这种异常很简单：将一个函数反复递归自己，最终会出现栈溢出错误（StackOverflowError）。

另一种异常是OutOfMemoryError异常，当虚拟机栈可以动态扩展时（当前大部分虚拟机都可以），如果无法申请足够多的内存就会抛出OutOfMemoryError，如何制作虚拟机栈OOM呢，参考一下代码:

这段代码有风险，可能会导致操作系统假死，请谨慎使用~~~

1.3

本地方法栈

本地方法栈与虚拟机所发挥的作用很相似，他们的区别在于虚拟机栈为执行Java代码方法服务，而本地方法栈是为Native方法服务。与虚拟机栈一样，本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

1.4

Java堆

Java堆可以说是虚拟机中最大一块内存了。它是所有线程所共享的内存区域，几乎所有的实例对象都是在这块区域中存放。当然，随着JIT编译器的发展，所有对象在堆上分配渐渐变得不那么“绝对”了。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。由于现在的收集器基本上采用的都是分代收集算法，所有Java堆可以细分为：新生代和老年代。在细致分就是把新生代分为：Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。当堆无法再扩展时，会抛出OutOfMemoryError异常。

1.5

方法区

方法区存放的是类信息、常量、静态变量等。方法区是各个线程共享区域，很容易理解，我们在写Java代码时，每个线程度可以访问同一个类的静态变量对象。由于使用反射机制的原因，虚拟机很难推测那个类信息不再使用，因此这块区域的回收很难。另外，对这块区域主要是针对常量池回收，值得注意的是JDK1.7已经把常量池转移到堆里面了。同样，当方法区无法满足内存分配需求时，会抛出OutOfMemoryError。

制造方法区内存溢出，注意，必须在JDK1.6及之前版本才会导致方法区溢出，原因后面解释,执行之前，可以把虚拟机的参数-XXpermSize和-XX：MaxPermSize限制方法区大小。

运行后会抛出java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space异常。

解释一下，String的intern()函数作用是如果当前的字符串在常量池中不存在，则放入到常量池中。上面的代码不断将字符串添加到常量池，最终肯定会导致内存不足，抛出方法区的OOM。

下面解释一下，为什么必须将上面的代码在JDK1.6之前运行。我们前面提到，JDK1.7后，把常量池放入到堆空间中，这导致intern()函数的功能不同，具体怎么个不同法，且看看下面代码：

这段代码在JDK1.6和JDK1.7运行的结果不同。

JDK1.6结果是：false,false ，JDK1.7结果是true, false。

原因是：JDK1.6中，intern()方法会吧首次遇到的字符串实例复制到常量池中，返回的也是常量池中的字符串的引用，而StringBuilder创建的字符串实例是在堆上面，所以必然不是同一个引用，返回false。

在JDK1.7中，intern不再复制实例，常量池中只保存首次出现的实例的引用，因此intern()返回的引用和由StringBuilder创建的字符串实例是同一个。为什么对str2比较返回的是false呢？这是因为，JVM中内部在加载类的时候，就已经有"java"这个字符串，不符合“首次出现”的原则，因此返回false。

以下内容，以tomcat-8.0.14和jdk1.8.0_20为基准，服务器为ubuntu。

“java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k ”是可以直接命令行设置JVM参数吗？是一次性的而重启后失效吗？

这样可以设置jvm的参数；是一次性的。

设置系统环境变量JAVA_OPTS="-Xms256m -Xmx512m"就是永久性的没错吧。

这个得看你是具体怎么设置，以及tomcat是怎么启动的。若你的环境变量是针对个人用户设置的，而tomcat是在服务器启动时，默认启动的，则不会应用这个环境变量。

比如我在命令行“java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k ”

或者设置系统环境变量JAVA_OPTS="-Xms256m -Xmx512m"

是不是就是把机器上的JVM优化方案定死了

环境变量`JAVA_OPTS`并不是java本身所支持的环境变量，而是各个java应用自己使用的，例如tomact和jetty。

针对tomcat本身的设置，应该使用环境变量`CATALINA_OPTS`，而不是`JAVA_OPTS`。它们的区别如下：

# CATALINA_OPTS (Optional) Java runtime options used when the "start",

# "run" or "debug" command is executed.

# Include here and not in JAVA_OPTS all options, that should

# only be used by Tomcat itself, not by the stop process,

# the version command etc.

# Examples are heap size, GC logging, JMX ports etc.

# JAVA_OPTS (Optional) Java runtime options used when any command

# is executed.

# Include here and not in CATALINA_OPTS all options, that

# should be used by Tomcat and also by the stop process,

# the version command etc.

# Most options should go into CATALINA_OPTS.

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