图解jvm--(一)jvm内存结构
2024-10-08 14:25:28
jvm内存结构
1.程序计数器
1.1 定义
Program Counter Register 程序计数器(寄存器)
- 作用，记住下一条jvm指令的执行地址
- 特点
- 是线程私有的
- （唯一）不会存在内存溢出
1.2 作用
二进制字节码 jvm指令
public int add();
Code:
0: iconst_1 // 把1压入操作数栈中
1: istore_1 //将int类型值存入局部变量1，这个局部变量1指局部变量表中的第一个数
2: iconst_2
3: istore_2
4: iload_1 //从局部变量1中装载int类型值，这里的局部变量指第一个数，即a
5: iload_2
6: iadd //执行相加
7: istore_3 //存储c
8: iload_3 //装载c
9: ireturn //返回
}
实现：
通过寄存器实现，把cup的寄存器当做程序计数器
2.虚拟机栈
2.1定义
java Virtual Machine Stacks (java 虚拟机栈)
- 每个线程运行时所需要的内存，称为虚拟机栈
- 每个栈有多个栈帧（Frame）组成，对应着每次方法调用时所占的内存
- 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法
问题：
- 垃圾回收是否涉及栈内存？方法调用完会自动弹出，回收内存，垃圾回收不涉及栈内存
- 栈内存分配越大越好？栈内存划得越大，线程数会越少，因为内存有限，栈内存是线程独享
- 方法内的局部变量是否线程安全？ 线程栈的线程私有的，是线程安全的
- 如果方法内局部变量，没有逃离方法的作用范围，它是线程安全的
- 如果是局部变量引用了对象，并逃离方法的作用方法，需要考虑线程安全
/**
* 演示栈帧
*/
public class Demo1_1 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
method1();
}
private static void method1() {
method2(1, 2);
}
private static int method2(int a, int b) {
int c = a + b;
return c;
}
}
通过上面的代码，设置断点，进行debug，可以观察method1以及method2的方法栈出入情况
2.2栈内存溢出
- 栈帧过多，导致栈内存溢出
- 栈帧过大，导致栈内存溢出
2.3线程运行诊断
案例1： cpu占用过多
定位
Linux 的 nohup java 命令 可以后台执行java代码
ps 命令可以 查看进程与线程的对应cpu占用情况
- 用top定位哪个进程对cpu的占用过高
- ps H -eo pid,tid,%cpu |grep 进程 id (用ps命令进一步定位是哪个线程引起的cpu占用过高)
- jstack 进程id (列出java线程)
- 可以根据线程id找到有问题的线程，进一步定位到问题代码的源码行号（进程号需要转为16进制进行查找）
案例2：程序运行很长时间没有结果
死锁
使用 jstack 看死锁
3.本地方法栈
本地方法栈发挥的作用与虚拟机栈的作用类似，用于native修饰的方法
4.堆
4.1 定义
Heap 堆
- 通过 new 关键字，创建对象都会使用堆内存
特点
- 它是线程共享的，堆中对象都需要考虑线程安全问题
- 有垃圾回收机制
4.2 堆内存溢出
/**
* 演示堆内存溢出 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
* -Xmx8m
*/
public class Demo1_5 {
public static void main(String[] args) {
int i = 0;
try {
List<String> list = new ArrayList<>();
String a = "hello";
while (true) {
list.add(a); // hello, hellohello, hellohellohellohello ...
a = a + a; // hellohellohellohello
i++;
}
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
System.out.println(i);
}
}
}
下图可以调整堆内存大小
4.3 堆内存诊断
jps工具
- 查看当前系统中有哪些java进程
jmap工具
- 查看堆内存占用情况 jmap
jconsole工具
- 图形界面，多功能的监测工具，可以连续监测
4.jvisualvm（推荐使用）
package cn.itcast.jvm.t1.heap;
/**
* 演示堆内存
*/
public class Demo1_4 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println("1...");
Thread.sleep(30000);
byte[] array = new byte[1024 * 1024 * 10]; // 10 Mb
System.out.println("2...");
Thread.sleep(20000);
array = null;
System.gc();
System.out.println("3...");
Thread.sleep(1000000L);
}
}
打开cmd 输入 jps命令查看当前java线程
使用 jmap -heap 线程号 可以查看当前线程的堆的使用情况
在代码中的1,2,3步骤中分别执行3次，可以得到3个结果
案例：
垃圾回收后，内存占用仍然很高
/**
* 演示查看对象个数 堆转储 dump
*/
public class Demo1_13 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List<Student> students = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 200; i++) {
students.add(new Student());
// Student student = new Student();
}
Thread.sleep(1000000000L);
}
}
class Student {
private byte[] big = new byte[1024*1024];
}使用 jvisualvm 命令进行诊断
使用 堆Dunp 进行对当前线程内存进行转储快照，进而分析为什么垃圾回收后内存还很高
找出占用内存最大的一个数组，查看
找到原来时数组里面对象太多，占用了很多内存
5.方法区
5.1 定义
5.2 组成
jdk 1.6 对方法区的实现称为永久代
jdk 1.8 对方法区的实现称为元空间
jdk1.6
jdk1.8以前，方法区是在jvm内存上面，jdk1.8以后，方法区是一个逻辑分区，在计算机本地内存上面
jdk1.8
5.3 方法区内存溢出
public class Demo1_8 extends ClassLoader { //可以用来加载类的二进制字节码
public static void main(String[] args) {
int j = 0;
try {
Demo1_8 test = new Demo1_8();
for (int i = 0; i < 20000; i++, j++) {
//ClassWriter 作用是生成类的二进制字节码
ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
//版本号，pubblic，类名，包名，父类
cw.visit(Opcodes.V1_6, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Class" + i, null, "java/lang/Object", null);
//生成类，并且返回byte[]
byte[] code = cw.toByteArray();
//只会触发类的加载，不会触发链接。。等
test.defineClass("Class" + i, code, 0, code.length);//class对象
}
} finally {
System.out.println(j);
}
}
}
1.8以前（1.6）会导致永久代内存溢出
演示永久代内存溢出 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
-XX:MaxPermSize=8m1.8以后会导致元空间内存溢出
演示元空间内存溢出 java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
-XX:MaxMetaspaceSize=8m
场景：框架会产生很多运行时的类，容易导致内存溢出
spring
mybatis
都用到cglib
5.3 运行时常量池
- 常量池，就是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名，方法名，参数类型，字面量等信息
- 运行时常量池，常量池是*.class 文件中的，当该类被加载，它的常量池信息就会放入运行时常量池，并把里面的符号地址变为真实地址
// 二进制字节码（类基本信息，常量池，类方法定义，包含了虚拟机指令）
public class Demo1_22 {
public static void main(String[] args) {
String s1 = "a"; //懒惰
String s2 = "b";
String s3 = "ab";
}
执行以下命令对代码进行反编译
javap -v Demo1_22.class
Classfile /D:/IDEAworkplace/jvm/out/production/jvm/cn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22.class
Last modified 2020-1-30; size 534 bytes
MD5 checksum 5c4213b2f1defff2bb24bf7cbd5ff183
Compiled from "Demo1_22.java"
public class cn.itcast.jvm.t1.stringtable.Demo1_22
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
//常量池
Constant pool:
#1 = Methodref #6.#24 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = String #25 // a
#3 = String #26 // b
#4 = String #27 // ab
#5 = Class #28 // cn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22
#6 = Class #29 // java/lang/Object
#7 = Utf8 <init>
#8 = Utf8 ()V
#9 = Utf8 Code
#10 = Utf8 LineNumberTable
#11 = Utf8 LocalVariableTable
#12 = Utf8 this
#13 = Utf8 Lcn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22;
#14 = Utf8 main
#15 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#16 = Utf8 args
#17 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#18 = Utf8 s1
#19 = Utf8 Ljava/lang/String;
#20 = Utf8 s2
#21 = Utf8 s3
#22 = Utf8 SourceFile
#23 = Utf8 Demo1_22.java
#24 = NameAndType #7:#8 // "<init>":()V
#25 = Utf8 a
#26 = Utf8 b
#27 = Utf8 ab
#28 = Utf8 cn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22
#29 = Utf8 java/lang/Object
{
public cn.itcast.jvm.t1.stringtable.Demo1_22();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 4: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this Lcn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22;
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
//执行指令代码
Code:
stack=1, locals=4, args_size=1
0: ldc #2 // String a
2: astore_1
3: ldc #3 // String b
5: astore_2
6: ldc #4 // String ab
8: astore_3
9: return
LineNumberTable:
line 11: 0
line 12: 3
line 13: 6
line 26: 9
//局部变量表
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 10 0 args [Ljava/lang/String;
3 7 1 s1 Ljava/lang/String;
6 4 2 s2 Ljava/lang/String;
9 1 3 s3 Ljava/lang/String;
}
SourceFile: "Demo1_22.java"
5.4 StringTable（串池）
StringTable 是运行时常量池中的一个东西
// StringTable [ "a", "b" ,"ab" ] hashtable 结构，不能扩容
public class Demo1_22 {
// 常量池中的信息，都会被加载到运行时常量池中， 这时 a b ab 都是常量池中的符号，还没有变为 java 字符串对象
// ldc #2 会把 a 符号变为 "a" 字符串对象
// ldc #3 会把 b 符号变为 "b" 字符串对象
// ldc #4 会把 ab 符号变为 "ab" 字符串对象
public static void main(String[] args) {
String s1 = "a"; //懒惰
String s2 = "b";
String s3 = "ab";
String s4 = s1 + s2; // new StringBuilder().append("a").append("b").toString() new String("ab")
String s5 = "a" + "b"; // javac 在编译期间的优化，结果已经在编译期确定为ab
System.out.println(s3 == s5);
}
}
//结果
s4 不等于 s3 //s3是串池中的，s4是通过new对象生成的，其值存在堆中
s3 等于 s5 //
对于 单独的赋值，是对数据的直接到StringTable中取找，如果没有，则创建，有则直接取
对于 s4 = s1+s2 则是使用StringBuilder(),方法进行拼接，结果是一个新的对象，该对象存在堆上面
使用 javap -v 命令后编译结果如下
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=3, locals=6, args_size=1
0: ldc #2 // String a
2: astore_1
3: ldc #3 // String b
5: astore_2
6: ldc #4 // String ab
8: astore_3
9: new #5 // class java/lang/StringBuilder
12: dup
13: invokespecial #6 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
16: aload_1
17: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
20: aload_2
21: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
24: invokevirtual #8 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
27: astore 4
29: ldc #4 // String ab
31: astore 5
33: getstatic #9 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
36: aload_3
37: aload 5
39: if_acmpne 46
42: iconst_1
43: goto 47
46: iconst_0
47: invokevirtual #10 // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
50: return
常量池内容
Constant pool:
#1 = Methodref #12.#36 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = String #37 // a
#3 = String #38 // b
#4 = String #39 // ab
#5 = Class #40 // java/lang/StringBuilder
#6 = Methodref #5.#36 // java/lang/StringBuilder."<init>":()V
#7 = Methodref #5.#41 // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#8 = Methodref #5.#42 // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
#9 = Fieldref #43.#44 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#10 = Methodref #45.#46 // java/io/PrintStream.println:(Z)V
#11 = Class #47 // cn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22
#12 = Class #48 // java/lang/Object
#13 = Utf8 <init>
#14 = Utf8 ()V
#15 = Utf8 Code
#16 = Utf8 LineNumberTable
#17 = Utf8 LocalVariableTable
#18 = Utf8 this
#19 = Utf8 Lcn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22;
#20 = Utf8 main
#21 = Utf8 ([Ljava/lang/String;)V
#22 = Utf8 args
#23 = Utf8 [Ljava/lang/String;
#24 = Utf8 s1
#25 = Utf8 Ljava/lang/String;
#26 = Utf8 s2
#27 = Utf8 s3
#28 = Utf8 s4
#29 = Utf8 s5
#30 = Utf8 StackMapTable
#31 = Class #23 // "[Ljava/lang/String;"
#32 = Class #49 // java/lang/String
#33 = Class #50 // java/io/PrintStream
#34 = Utf8 SourceFile
#35 = Utf8 Demo1_22.java
#36 = NameAndType #13:#14 // "<init>":()V
#37 = Utf8 a
#38 = Utf8 b
#39 = Utf8 ab
#40 = Utf8 java/lang/StringBuilder
#41 = NameAndType #51:#52 // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#42 = NameAndType #53:#54 // toString:()Ljava/lang/String;
#43 = Class #55 // java/lang/System
#44 = NameAndType #56:#57 // out:Ljava/io/PrintStream;
#45 = Class #50 // java/io/PrintStream
#46 = NameAndType #58:#59 // println:(Z)V
#47 = Utf8 cn/itcast/jvm/t1/stringtable/Demo1_22
#48 = Utf8 java/lang/Object
#49 = Utf8 java/lang/String
#50 = Utf8 java/io/PrintStream
#51 = Utf8 append
#52 = Utf8 (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
#53 = Utf8 toString
#54 = Utf8 ()Ljava/lang/String;
#55 = Utf8 java/lang/System
#56 = Utf8 out
#57 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#58 = Utf8 println
#59 = Utf8 (Z)V
5.5 StringTable特性
- 常量池中的字符串仅是符号，第一次用到时才变为对象
- hashtable 结构，不能扩容
- 利用串池的机制，来避免重复创建字符串对象
- 字符串变量拼接的原理是 StringBuilder (1.8)
- 字符串常量拼接的原理是编译期优化
- 可以使用itern方法，主动将串池中还没有的字符串对象放入串池
- 1.8 将这个字符对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有则放入串池，会把串池中的对象返回
- 1.6 将这个字符对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有会把此对象复制一份，放入串池，会把串池中的对象返回
先看几道面试题:
String s1 = "a";
String s2 = "b";
String s3 = "a" + "b"; //ab
Strin s4 = s1 + s2; //new String("ab")
String s5 = "ab";
String s6 = s4.intern();//常量池中以及有"ab"了，所以s4没能入池成功
//问
System.out.println(s3 == s4); //false
System.out.println(s3 == s5); //true
System.out.println(s3 == s6); //true
String x2 = new String("c") + new String("d");
String x1 = "cd";
x2.intern();//intern 方法在jdk1.6之前是不一样的
//问，如果调换了【最后两行代码】的位置呢？如果jdk1.6呢？
System.out.println(x1 == x2);//false
常量池与串池的关系：
常量池一开始是存在于字节码中，当运行时，都会加载到运行时常量池中，常量池中的信息都会被加载到运行时常量池，此时常量池中的符号还不是java的字符串对象
StringTable 的字符串是延迟加载机制，即要使用才加载进来，
常量池中的信息，都会被加载到运行时常量池中， 这时 a b ab 都是常量池中的符号，还没有变为 java 字符串对象
ldc #2 会把 a 符号变为 "a" 字符串对象
ldc #3 会把 b 符号变为 "b" 字符串对象
ldc #4 会把 ab 符号变为 "ab" 字符串对象
// StringTable [ "a", "b" ,"ab" ] hashtable 结构，不能扩容
public class Demo1_22 {
// 常量池中的信息，都会被加载到运行时常量池中， 这时 a b ab 都是常量池中的符号，还没有变为 java 字符串对象
// ldc #2 会把 a 符号变为 "a" 字符串对象
// ldc #3 会把 b 符号变为 "b" 字符串对象
// ldc #4 会把 ab 符号变为 "ab" 字符串对象
public static void main(String[] args) {
String s1 = "a"; //懒惰
String s2 = "b";
String s3 = "ab";
}
//对应jvm指令为
Code:
stack=1, locals=4, args_size=1
0: ldc #2 // String a
2: astore_1
3: ldc #3 // String b
5: astore_2
6: ldc #4 // String ab
8: astore_3
9: return
LineNumberTable:
line 11: 0
line 12: 3
line 13: 6
line 26: 9
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 10 0 args [Ljava/lang/String;
3 7 1 s1 Ljava/lang/String;
6 4 2 s2 Ljava/lang/String;
9 1 3 s3 Ljava/lang/String;
}
从指令中可以看出 String s4 = s1 + s2，是将s1以及s2的值使用StringBuilder进行拼接，最后调用StringBuilder的toString方法进行重新生成一个新的对象（ 等于new StringBuilder().append("a").append("b").toString() new String("ab")）的底层是通过StringBuilder进行字符串的拼接生成字符串对象，存储在堆内存中 ，所以s4 不等于 s3
String s4 = s1 + s2;
//这一行代码的jvm指令为
9: new #5 // class java/lang/StringBuilder
12: dup
13: invokespecial #6 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
16: aload_1
17: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
20: aload_2
21: invokevirtual #7 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
24: invokevirtual #8 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
27: astore 4
//查看StringBuilder 的 toString方法，看出来是生成一个新的对象
@Override
public String toString() {
// Create a copy, don't share the array
return new String(value, 0, count);
}
String s5 = "a" + "b"; （javac在编译初期的优化，就已经确定为ab了，所以jvm指令直接读取ab,并生成对象）所以 s5 等于 s3
String s5 = "a" + "b";
// javac 在编译期间的优化，结果已经在编译期确定为ab
//这一行代码的jvm指令为
29: ldc #4 // String ab
31: astore 5
StringTable 字符串延迟加载
在代码中设置多个断点，观察StringTable的字符数量变化，可以看出字符串是具有延迟加载机制的
在idea中debug模式中的Memory中可以查看串池中字符的个数
intern方法jdk 1.6 与 1.8区别
- 1.8 将这个字符对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有则放入串池，会把串池中的对象返回
- 1.6 将这个字符对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有会把此对象复制一份，放入串池，会把串池中的对象返回
intern :
最初为空的字符串池由String类String 。
当调用intern方法时，如果池已经包含与equals(Object)方法确定的相当于此String对象的字符串，则返回来自池的字符串。 否则，此String对象将添加到池中，并返回对此String对象的引用。
由此可见，对于任何两个字符串s和t ， s.intern() == t.intern()是true当且仅当s.equals(t)是true 。
将这个字符串对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有则放入串池， 会把串池中的对象返回
1.8
// ["a", "b", "ab"]
public static void main(String[] args) {
String s = new String("a") + new String("b"); //new String("ab")
// 堆 new String("a") new String("b") new String("ab")
String s2 = s.intern(); // 将这个字符串对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有则放入串池， 会把串池中的对象返回
String x = "ab";
System.out.println(s2 == x);
System.out.println(s == x);
}
}
//输出
//true
//true
// ["ab", "a", "b"]
public static void main(String[] args) {
String x = "ab";
String s = new String("a") + new String("b"); //new String("ab")
// 堆 new String("a") new String("b") new String("ab")
String s2 = s.intern(); // 将这个字符串对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有则放入串池， 会把串池中的对象返回
//由于此时，"ab"已经存在，直接返回"ab",s没能入池成功
System.out.println( s2 == x);
System.out.println( s == x ); //此时 s 是在堆中的对象
}
}
//输出
//true
//false
jdk1.6
// ["ab", "a", "b"]
public static void main(String[] args) {
String x = "ab";
String s = new String("a") + new String("b"); //new String("ab")
// 堆 new String("a") new String("b") new String("ab")
String s2 = s.intern(); // 将这个字符串对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有则放入串池， 会把串池中的对象返回
// s 拷贝一份，放入串池
// System.out.println(s2 == "ab");
// System.out.println(s == "ab");
System.out.println( s2 == x);
System.out.println( s == x );
}
}
//输出
//true
//false
// [ "a", "b","ab"]
public static void main(String[] args) {
String s = new String("a") + new String("b"); //new String("ab")
// 堆 new String("a") new String("b") new String("ab")
String s2 = s.intern(); // 将这个字符串对象尝试放入串池，如果有则并不会放入，如果没有则放入串池， 会把串池中的对象返回
// s 拷贝一份，放入串池
// System.out.println(s2 == "ab");
// System.out.println(s == "ab");
String x = "ab";
System.out.println( s2 == x);
System.out.println( s == x ); //s依然是堆里面的值，不一样
}
}
//输出
//true
//false
5.6 StringTable位置
- 7 的时候StringTable 是在堆空间
1.6 时StringTable是在永久代中 ，永久代是Full GC （老年代空间不足才会触发）才会触发，导致StringTable的回收效率不高，所以在1.7 以后把StringTable 转移到堆中（只需要miner GC 就能触发垃圾回收）
/**
* 演示 StringTable 位置
* 在jdk8下设置 -Xmx10m -XX:-UseGCOverheadLimit
* 在jdk6下设置 -XX:MaxPermSize=10m
*/
public class Demo1_6 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List<String> list = new ArrayList<String>();
int i = 0;
try {
for (int j = 0; j < 260000; j++) {
list.add(String.valueOf(j).intern());//把产生的数字变成字符，然后加入串池中
i++;
}
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println(i);
}
}
}
jdk 1.8
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
堆空间不足(StringTable 在堆中)
jdk 1.6
永久代空间不足（StringTable在永久代中）
java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
5.7 StringTable 垃圾回收
/**
* 演示 StringTable 垃圾回收
* -XX:MaxPermSize=10m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:+PrintGCDetails -verbose:gc
*/
public class Demo1_7 {
// 1754
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
int i = 0;
try {
for (int j = 0; j < 500000; j++) { // j=10, j=1000000
String.valueOf(j).intern();
i++;
}
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println(i);
}
}
}
5.8 StringTable 性能调优
- 调整 -XX:StringTableSize=桶个数
- 考虑将字符串对象是否入池
如果字符常量比较多时，可以把桶的个数（StringTableSize）调大，让有更多的hash,减少hash冲突
/**
* 演示 intern 减少内存占用
* -XX:StringTableSize=200000 -XX:+PrintStringTableStatistics
* -Xsx500m -Xmx500m -XX:+PrintStringTableStatistics -XX:StringTableSize=200000
*/
public class Demo1_25 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
List<String> address = new ArrayList<>();
System.in.read();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("linux.words"), "utf-8"))) {
String line = null;
long start = System.nanoTime();
while (true) {
line = reader.readLine();
if(line == null) {
break;
}
address.add(line.intern());
}
System.out.println("cost:" +(System.nanoTime()-start)/1000000);
}
}
System.in.read();
}
}
6.直接内存
6.1 定义
常见于NIO操作时，用于数据缓冲区
分配回收成本较高，但读写性能高
不受JVM内存回收管理
传统io：
ByteBuffer：
/**
* 演示 ByteBuffer 作用
*/
public class Demo1_9 {
static final String FROM = "E:\\编程资料\\第三方教学视频\\youtube\\Getting Started with Spring Boot-sbPSjI4tt10.mp4";
static final String TO = "E:\\a.mp4";
static final int _1Mb = 1024 * 1024;
public static void main(String[] args) {
io(); // io 用时：1535.586957 1766.963399 1359.240226
directBuffer(); // directBuffer 用时：479.295165 702.291454 562.56592
}
private static void directBuffer() {
long start = System.nanoTime();
try (FileChannel from = new FileInputStream(FROM).getChannel();
FileChannel to = new FileOutputStream(TO).getChannel();
) {
ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(_1Mb);
while (true) {
int len = from.read(bb);
if (len == -1) {
break;
}
bb.flip();
to.write(bb);
bb.clear();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
long end = System.nanoTime();
System.out.println("directBuffer 用时：" + (end - start) / 1000_000.0);
}
private static void io() {
long start = System.nanoTime();
try (FileInputStream from = new FileInputStream(FROM);
FileOutputStream to = new FileOutputStream(TO);
) {
byte[] buf = new byte[_1Mb];
while (true) {
int len = from.read(buf);
if (len == -1) {
break;
}
to.write(buf, 0, len);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
long end = System.nanoTime();
System.out.println("io 用时：" + (end - start) / 1000_000.0);
}
}
6.2 分配和回收原理
使用了Unsafe 对象完成直接内存的分配回收，并且回收需要主动调用freeMemory方法
ByteBuffer 的实现类内部，使用了 Cleaner(虚引用) 来监测 ByteBuffer 对象，一旦 ByteBuffer 对象被垃圾回收，那么就会由 ReferenceHandler 线程通过 Cleaner 的 clean 方法调用 freeMenory 来释放直接内存
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