堆

堆(Heap)

• 通过new关键字，创建的对象都会使用堆内存
• 特点：
  1. 他是线程共享的，堆中的对象需要考虑线程安全的问题
  2. 有垃圾回收机制

堆内存溢出(OutOfMemoryError)

代码演示

List<String> list = new ArrayList<>();
try{String a = "hello";while(true){list.add(a);a = a + a;}
}catch(Throwable e){e.printStackTrace()
}

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 -heap 进程id)
• jconsole工具：图形界面的，多功能的检测工具，可以连续检测

方法区

内存溢出

• 1.8以前会导致永久代内存溢出
• 1.8以后会导致原空间内存溢出

运行时常量池

二进制字节码包含：类基本信息，常量池，类方法定义包含了虚拟机指令

• 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，常量池是*.class文件中的，当该类被加载时，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

StringTable

底层是基于哈希表实现，不能扩容

package bean;public class Temp {public static void main(String[] args) {String s1 = "a";String s2 = "b";String s3 = "ab";String s4 = s1 + s2;System.out.println(s3==s4);//false/*解释：1. s3是在常量池中2. s4是new出来的字符串，在堆中3. 二者内存空间地址不一样，所以是false*/}
}

执行javap -v Temp.class

Classfile /E:/code/java/temp/Thread/reflect/src/main/java/bean/Temp.classLast modified 2024年2月6日; size 780 bytesSHA-256 checksum 56c70e4c76c31646a9cb2cfece3728bc1a10f96185b4456e087039d1e60a0541Compiled from "Temp.java"
public class bean.Tempminor version: 0major version: 65flags: (0x0021) ACC_PUBLIC, ACC_SUPERthis_class: #17                         // bean/Tempsuper_class: #2                         // java/lang/Objectinterfaces: 0, fields: 0, methods: 2, attributes: 3
Constant pool://这里是常量池#1 = Methodref          #2.#3          // java/lang/Object."<init>":()V#2 = Class              #4             // java/lang/Object#3 = NameAndType        #5:#6          // "<init>":()V#4 = Utf8               java/lang/Object#5 = Utf8               <init>#6 = Utf8               ()V#7 = String             #8             // a#8 = Utf8               a#9 = String             #10            // b#10 = Utf8               b#11 = String             #12            // ab#12 = Utf8               ab#13 = InvokeDynamic      #0:#14         // #0:makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;#14 = NameAndType        #15:#16        // makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;#15 = Utf8               makeConcatWithConstants#16 = Utf8               (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;#17 = Class              #18            // bean/Temp#18 = Utf8               bean/Temp#19 = Utf8               Code#20 = Utf8               LineNumberTable#21 = Utf8               main#22 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V#23 = Utf8               SourceFile#24 = Utf8               Temp.java#25 = Utf8               BootstrapMethods#26 = String             #27            // \u0001\u0001#27 = Utf8               \u0001\u0001#28 = MethodHandle       6:#29          // REF_invokeStatic java/lang/invoke/StringConcatFactory.makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/invoke/CallSite;#29 = Methodref          #30.#31        // java/lang/invoke/StringConcatFactory.makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/invoke/CallSite;#30 = Class              #32            // java/lang/invoke/StringConcatFactory#31 = NameAndType        #15:#33        // makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/invoke/CallSite;#32 = Utf8               java/lang/invoke/StringConcatFactory#33 = Utf8               (Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/invoke/CallSite;#34 = Utf8               InnerClasses#35 = Class              #36            // java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup#36 = Utf8               java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup#37 = Class              #38            // java/lang/invoke/MethodHandles#38 = Utf8               java/lang/invoke/MethodHandles#39 = Utf8               Lookup
{public bean.Temp();descriptor: ()Vflags: (0x0001) ACC_PUBLICCode:stack=1, locals=1, args_size=10: aload_01: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V4: returnLineNumberTable:line 3: 0public static void main(java.lang.String[]);descriptor: ([Ljava/lang/String;)Vflags: (0x0009) ACC_PUBLIC, ACC_STATICCode:stack=2, locals=5, args_size=10: ldc           #7                  // String a2: astore_13: ldc           #9                  // String b5: astore_26: ldc           #11                 // String ab8: astore_39: aload_110: aload_211: invokedynamic #13,  0             // InvokeDynamic #0:makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;16: astore        418: returnLineNumberTable:line 5: 0line 6: 3line 7: 6line 8: 9line 9: 18
}
SourceFile: "Temp.java"
BootstrapMethods:0: #28 REF_invokeStatic java/lang/invoke/StringConcatFactory.makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/invoke/CallSite;Method arguments:#26 \u0001\u0001
InnerClasses:public static final #39= #35 of #37;    // Lookup=class java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup of class java/lang/invoke/MethodHandles

• StringTable特性
  1. 常量池中的字符串仅是符号，第一次用到时才变为对象
  2. 利用串池的机制，来避免重复创建字符串对象
  3. 字符串拼接原理是StringBuilder(1.8)
  4. 字符串常量拼接的原理是编译期优化
  5. 可以使用intern方法，可以主动将串池中还没有的字符串对象放入串池(1.8尝试将字符串对象放入串池，如果有则并不会放入，如果没有，则会把串池中的对象返回)
• StringTable位置
  1. 1.6之前，StringTable在永久代内存空间中
  2. 1.8以后，StringTable在堆内存空间中
• StringTable垃圾回收
  1. 超过阈值，会触发GC垃圾回收
• StringTable性能调优
  1. StringTable底层是基于哈希表实现的，所以StringTable调优，就是优化底层哈希表的大小，以此减少哈希碰撞
  2. 参数-XX:StringTableSize = 桶个数
  3. 考虑将字符串对象是否入池(包含很多重复的字符串)

直接内存

定义：(操作系统内存)

1. 常见与NIO操作，用于数据缓冲区
2. 分配回收成本较高，但读写性能高
3. 不受JVM内存回收管理

内存分配和释放原理

是通过一个对象unsafe来分配和释放内存的，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)来检测ByteBuffer对象，一旦该对象被GC垃圾回收机制回收，那么就会由ReferenceHandler线程通过Cleaner的clean方法调用freeMemory方法来释放直接内存