目錄

1. Tomcat類加載器機制

2. jdk體系結構與跨平臺特性

?3. JVM內存結構

3.1 jvm內存指令手冊

?3.2 使用jvisualvm工具查看對象回收

4. jvm常用參數設置

4.1 模擬桟溢出實戰

1. Tomcat類加載器機制

tomcat為什么可以多個war包共存，tomcat每有一個war包都會加載一個war包的類加載器，這個類加載器叫webappclassLoader。每個jsp都會使用自己的類加載器加載，所以不需要編譯就可以生效。

?

?

2. jdk體系結構與跨平臺特性

?jdk體系結構：

jdk:java開發工具包含jre和jvm，比如我們常用的java，javac，javap，jar命令

jre:java運行時環境，包含了我們運行java環境的一些常用核心類庫。

jvm：java虛擬機，java類文件運行都依賴于java虛擬機。

?

?3. JVM內存結構

jvm內存結構大體如下：

1.類加載子系統

2.java運行時環境(*重要)

3.字節碼執行引擎

每個線程獨有的：桟，本地方法桟，程序計數器

? ? ? ? 桟：存放每塊方法獨有的桟幀

? ? ? ? 本地方法桟：調用native方法時需要劃分內存

? ? ? ? 程序計數器：每次做操作，字節碼執行引擎都會對程序計數器進行修改。

共享的：堆，方法區。

????????方法區：靜態變量，常量，類信息

? ? ? ? 堆：年輕代-1/3（eden(8/10),s0(1/10),s1(1/10)）+老年代-2/3

STW:stop the world，為了回收垃圾對象停止整個虛擬機，會讓web應用出現卡頓的情況。

Mimor GC：

????????eden->s0:對象創建在eden，eden內存占滿，執行引擎調用GC進程執行mimorGC，清空eden，復制存活對象到S0區，對象分代年齡+1

? ? ? ? eden->s0->s1:eden內存占滿，執行引擎調用GC進程執行mimorGC，清空eden和s0，復制存活對象到S1區，對象分代年齡+1

? ? ? ? eden->s1->s0:eden內存占滿，執行引擎調用GC進程執行mimorGC，清空eden和s1，復制存活對象到S0區，對象分代年齡+1

? ? ? ? 上述步驟執行15次以后會進入老年代，也有可能復制到S0或者S1復制不下直接放入老年代的情況。

Full GC:回收方法區和堆區，如果堆區無法回收對象仍然被GC ROOT引用，這時仍然有對象創建，就會報OOM錯誤。主要對JVM優化就是為了優化這個GC

GC ROOT:程序方法桟中的局部變量，方法區中的常量和靜態變量都適合作為一個GCroot。

桟結構如下：?

每個方法都會在桟中分配一塊內存空間，這個內存空間叫桟幀。桟結構，遵循后進先出結構

桟幀分為：局部變量，操作數棧，動態鏈接，方法出口幾個概念。我們需要使用javap -v class文件 > 1.txt中間中查看。

?

?

/**
 * javap -c Math.class生成文件如下
 * 可以通過閱讀jvm指令手冊查看運行過程
 * Compiled from "Math.java"
 * public class suanshu.Math {
 *   public suanshu.Math();
 *     Code:
 *        0: aload_0
 *        1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."":()V
 *        4: return
 *
 *   public static void compute();
 *     Code:
 *        0: iconst_1
 *        1: istore_0
 *        2: iconst_2
 *        3: istore_1
 *        4: iload_0
 *        5: iload_1
 *        6: iadd
 *        7: bipush        10
 *        9: imul
 *       10: istore_2
 *       11: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
 *       14: iload_2
 *       15: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
 *       18: return
 *
 *   public static void main(java.lang.String[]);
 *     Code:
 *        0: invokestatic  #4                  // Method compute:()V
 *        3: return
 * }
 */
public class Math {

    public static void compute(){
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a+b) * 10;
        System.out.println(c);
    }


    public static void main(String[] args) {
        Math.compute();
    }
}

3.1 jvm內存指令手冊

棧和局部變量操作

將常量壓入棧的指令

aconst_null 將null對象引用壓入棧

iconst_m1 將int類型常量-1壓入棧

iconst_0 將int類型常量0壓入棧

iconst_1 將int類型常量1壓入 操作數棧

iconst_2 將int類型常量2壓入棧

iconst_3 將int類型常量3壓入棧

iconst_4 將int類型常量4壓入棧

iconst_5 將int類型常量5壓入棧

lconst_0 將long類型常量0壓入棧

lconst_1 將long類型常量1壓入棧

fconst_0 將float類型常量0壓入棧

fconst_1 將float類型常量1壓入棧

dconst_0 將double類型常量0壓入棧

dconst_1 將double類型常量1壓入棧

bipush 將一個8位帶符號整數壓入棧

sipush 將16位帶符號整數壓入棧

ldc 把常量池中的項壓入棧

ldc_w 把常量池中的項壓入棧（使用寬索引）

ldc2_w 把常量池中long類型或者double類型的項壓入棧（使用寬索引）

從棧中的局部變量中裝載值的指令

iload 從局部變量中裝載int類型值

lload 從局部變量中裝載long類型值

fload 從局部變量中裝載float類型值

dload 從局部變量中裝載double類型值

aload 從局部變量中裝載引用類型值（

refernce）

iload_0 從局部變量0中裝載int類型值

iload_1 從局部變量1中裝載int類型值

iload_2 從局部變量2中裝載int類型值

iload_3 從局部變量3中裝載int類型值

lload_0 從局部變量0中裝載long類型值

lload_1 從局部變量1中裝載long類型值

lload_2 從局部變量2中裝載long類型值

lload_3 從局部變量3中裝載long類型值

fload_0 從局部變量0中裝載float類型值

fload_1 從局部變量1中裝載float類型值 fload_2 從局部變量2中裝載float類型值

fload_3 從局部變量3中裝載float類型值

dload_0 從局部變量0中裝載double類型值

dload_1 從局部變量1中裝載double類型值

dload_2 從局部變量2中裝載double類型值

dload_3 從局部變量3中裝載double類型值

aload_0 從局部變量0中裝載引用類型值

aload_1 從局部變量1中裝載引用類型值

aload_2 從局部變量2中裝載引用類型值

aload_3 從局部變量3中裝載引用類型值

iaload 從數組中裝載int類型值

laload 從數組中裝載long類型值

faload 從數組中裝載float類型值

daload 從數組中裝載double類型值

aaload 從數組中裝載引用類型值

baload 從數組中裝載byte類型或boolean類型值

caload 從數組中裝載char類型值

saload 從數組中裝載short類型值

將棧中的值存入局部變量的指令

istore 將int類型值存入局部變量

lstore 將long類型值存入局部變量

fstore 將float類型值存入局部變量

dstore 將double類型值存入局部變量

astore 將將引用類型或returnAddress類型值存入局部變量

istore_0 將int類型值存入局部變量0

istore_1 將int類型值存入局部變量1

istore_2 將int類型值存入局部變量2

istore_3 將int類型值存入局部變量3

lstore_0 將long類型值存入局部變量0

lstore_1 將long類型值存入局部變量1

lstore_2 將long類型值存入局部變量2

lstore_3 將long類型值存入局部變量3

fstore_0 將float類型值存入局部變量0

fstore_1 將float類型值存入局部變量1

fstore_2 將float類型值存入局部變量2

fstore_3 將float類型值存入局部變量3

dstore_0 將double類型值存入局部變量0

dstore_1 將double類型值存入局部變量1 dstore_2 將double類型值存入局部變量2

dstore_3 將double類型值存入局部變量3

astore_0 將引用類型或returnAddress類型值存入局部變量0

astore_1 將引用類型或returnAddress類型值存入局部變量1

astore_2 將引用類型或returnAddress類型值存入局部變量2

astore_3 將引用類型或returnAddress類型值存入局部變量3

iastore 將int類型值存入數組中

lastore 將long類型值存入數組中

fastore 將float類型值存入數組中

dastore 將double類型值存入數組中

aastore 將引用類型值存入數組中

bastore 將byte類型或者boolean類型值存入數組中

castore 將char類型值存入數組中

sastore 將short類型值存入數組中

wide指令

wide 使用附加字節擴展局部變量索引

通用(無類型）棧操作

nop 不做任何操作

pop 彈出棧頂端一個字長的內容

pop2 彈出棧頂端兩個字長的內容

dup 復制棧頂部一個字長內容

dup_x1 復制棧頂部一個字長的內容，然后將復制內容及原來彈出的兩個字長的內容壓入

棧

dup_x2 復制棧頂部一個字長的內容，然后將復制內容及原來彈出的三個字長的內容壓入

棧

dup2 復制棧頂部兩個字長內容

dup2_x1 復制棧頂部兩個字長的內容，然后將復制內容及原來彈出的三個字長的內容壓入

棧

dup2_x2 復制棧頂部兩個字長的內容，然后將復制內容及原來彈出的四個字長的內容壓入

棧

swap 交換棧頂部兩個字長內容

類型轉換

i2l 把int類型的數據轉化為long類型

i2f 把int類型的數據轉化為float類型

i2d 把int類型的數據轉化為double類型

l2i 把long類型的數據轉化為int類型

l2f 把long類型的數據轉化為float類型

l2d 把long類型的數據轉化為double類型 f2i 把float類型的數據轉化為int類型

f2l 把float類型的數據轉化為long類型

f2d 把float類型的數據轉化為double類型

d2i 把double類型的數據轉化為int類型

d2l 把double類型的數據轉化為long類型

d2f 把double類型的數據轉化為float類型

i2b 把int類型的數據轉化為byte類型

i2c 把int類型的數據轉化為char類型

i2s 把int類型的數據轉化為short類型

整數運算

iadd 執行int類型的加法

ladd 執行long類型的加法

isub 執行int類型的減法

lsub 執行long類型的減法

imul 執行int類型的乘法

lmul 執行long類型的乘法

idiv 執行int類型的除法

ldiv 執行long類型的除法

irem 計算int類型除法的余數

lrem 計算long類型除法的余數

ineg 對一個int類型值進行取反操作

lneg 對一個long類型值進行取反操作

iinc 把一個常量值加到一個int類型的局部變量上

邏輯運算

移位操作

ishl 執行int類型的向左移位操作

lshl 執行long類型的向左移位操作

ishr 執行int類型的向右移位操作

lshr 執行long類型的向右移位操作

iushr 執行int類型的向右邏輯移位操作

lushr 執行long類型的向右邏輯移位操作

按位布爾運算

iand 對int類型值進行“邏輯與”操作

land 對long類型值進行“邏輯與”操作

ior 對int類型值進行“邏輯或”操作

lor 對long類型值進行“邏輯或”操作

ixor 對int類型值進行“邏輯異或”操作

lxor 對long類型值進行“邏輯異或”操作 浮點運算

fadd 執行float類型的加法

dadd 執行double類型的加法

fsub 執行float類型的減法

dsub 執行double類型的減法

fmul 執行float類型的乘法

dmul 執行double類型的乘法

fdiv 執行float類型的除法

ddiv 執行double類型的除法

frem 計算float類型除法的余數

drem 計算double類型除法的余數

fneg 將一個float類型的數值取反

dneg 將一個double類型的數值取反

對象和數組

對象操作指令

new 創建一個新對象

checkcast 確定對象為所給定的類型

getfield 從對象中獲取字段

putfield 設置對象中字段的值

getstatic 從類中獲取靜態字段

putstatic 設置類中靜態字段的值

instanceof 判斷對象是否為給定的類型

數組操作指令

newarray 分配數據成員類型為基本上數據類型的新數組

anewarray 分配數據成員類型為引用類型的新數組

arraylength 獲取數組長度

multianewarray 分配新的多維數組

控制流

條件分支指令

ifeq 如果等于0，則跳轉

ifne 如果不等于0，則跳轉

iflt 如果小于0，則跳轉

ifge 如果大于等于0，則跳轉

ifgt 如果大于0，則跳轉

ifle 如果小于等于0，則跳轉

if_icmpcq 如果兩個int值相等，則跳轉

if_icmpne 如果兩個int類型值不相等，則跳轉

if_icmplt 如果一個int類型值小于另外一個int類型值，則跳轉 if_icmpge 如果一個int類型值大于或者等于另外一個int類型值，則跳轉

if_icmpgt 如果一個int類型值大于另外一個int類型值，則跳轉

if_icmple 如果一個int類型值小于或者等于另外一個int類型值，則跳轉

ifnull 如果等于null，則跳轉

ifnonnull 如果不等于null，則跳轉

if_acmpeq 如果兩個對象引用相等，則跳轉

if_acmpnc 如果兩個對象引用不相等，則跳轉

比較指令

lcmp 比較long類型值

fcmpl 比較float類型值（當遇到NaN時，返回-1）

fcmpg 比較float類型值（當遇到NaN時，返回1）

dcmpl 比較double類型值（當遇到NaN時，返回-1）

dcmpg 比較double類型值（當遇到NaN時，返回1）

無條件轉移指令

goto 無條件跳轉

goto_w 無條件跳轉（寬索引）

表跳轉指令

tableswitch 通過索引訪問跳轉表，并跳轉

lookupswitch 通過鍵值匹配訪問跳轉表，并執行跳轉操作

異常

athrow 拋出異常或錯誤

finally子句

jsr 跳轉到子例程

jsr_w 跳轉到子例程（寬索引）

rct 從子例程返回

方法調用與返回

方法調用指令

invokcvirtual 運行時按照對象的類來調用實例方法

invokespecial 根據編譯時類型來調用實例方法

invokestatic 調用類（靜態）方法

invokcinterface 調用接口方法

方法返回指令

ireturn 從方法中返回int類型的數據

lreturn 從方法中返回long類型的數據

freturn 從方法中返回float類型的數據

dreturn 從方法中返回double類型的數據

areturn 從方法中返回引用類型的數據

return 從方法中返回，返回值為void 線程同步

montiorenter 進入并獲取對象監視器

monitorexit 釋放并退出對象監視器

JVM指令助記符

變量到操作數棧：iload,iload_,lload,lload_,fload,fload_,dload,dload_,aload,aload_

操作數棧到變量：

istore,istore_,lstore,lstore_,fstore,fstore_,dstore,dstor_,astore,astore_

常數到操作數棧：

bipush,sipush,ldc,ldc_w,ldc2_w,aconst_null,iconst_ml,iconst_,lconst_,fconst_,dconst_

加：iadd,ladd,fadd,dadd

減：isub,lsub,fsub,dsub

乘：imul,lmul,fmul,dmul

除：idiv,ldiv,fdiv,ddiv

余數：irem,lrem,frem,drem

取負：ineg,lneg,fneg,dneg

移位：ishl,lshr,iushr,lshl,lshr,lushr

按位或：ior,lor

按位與：iand,land

按位異或：ixor,lxor

類型轉換：i2l,i2f,i2d,l2f,l2d,f2d(放寬數值轉換)

i2b,i2c,i2s,l2i,f2i,f2l,d2i,d2l,d2f(縮窄數值轉換)

創建類實便：new

創建新數組：newarray,anewarray,multianwarray

訪問類的域和類實例域：getfield,putfield,getstatic,putstatic

把數據裝載到操作數棧：baload,caload,saload,iaload,laload,faload,daload,aaload

從操作數棧存存儲到數組：

bastore,castore,sastore,iastore,lastore,fastore,dastore,aastore

獲取數組長度：arraylength

檢相類實例或數組屬性：instanceof,checkcast

操作數棧管理：pop,pop2,dup,dup2,dup_xl,dup2_xl,dup_x2,dup2_x2,swap

有條件轉移：ifeq,iflt,ifle,ifne,ifgt,ifge,ifnull,ifnonnull,if_icmpeq,if_icmpene,

if_icmplt,if_icmpgt,if_icmple,if_icmpge,if_acmpeq,if_acmpne,lcmp,fcmpl

fcmpg,dcmpl,dcmpg

復合條件轉移：tableswitch,lookupswitch

無條件轉移：goto,goto_w,jsr,jsr_w,ret

調度對象的實便方法：invokevirtual

調用由接口實現的方法：invokeinterface

調用需要特殊處理的實例方法：invokespecial 調用命名類中的靜態方法：invokestatic

方法返回：ireturn,lreturn,freturn,dreturn,areturn,return

異常：athrow

finally關鍵字的實現使用：

jsr,jsr_w,ret

?3.2 使用jvisualvm工具查看對象回收

在cmd窗口中輸入jvisualvm，寫一個死循環代碼查看內存回收情況。

?

import java.util.ArrayList;

public class Math {


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ArrayList$mathArrayList\; =\; new\; ArrayList$ ();\; while(true)\{\; mathArrayList.add(new\; Math());\; Thread.sleep(10);\; \}\; \}\; \}$$

4. jvm常用參數設置

常用參數設置：java -Xms2048m -xmx2048m -xmn1024m -xss512k -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M -jar jar包

方法區的元空間設置：默認21M，如果達到21M以后會進行Full GC,回收堆和方法區，如果回收后的內存房間很小，下次的方法區內存會變小，如果內存無法回收會進行擴容，這個機制叫動態擴容機制。所以一般我們都設置一下默認大小和最大大小。防止元空間把內存條撐爆。

-Xss：桟中線程內存大小，因為元空間和桟都是用的直接內存，如果值設置的越大，有可能線程使用的內存越大，內存總有用完的一天會導致無法開啟更多線程，默認1M，如果設置越小，反而可以開啟更多線程。

?

4.1 模擬桟溢出實戰

?寫一個遞歸調用，讓桟中不停往下壓方法創建內存，把桟撐爆。

/**
 * 默認1M
 */
public class StackOverFlowTest {

    static int count = 0;

    public static void compute(){
        count ++;
        compute();
    }

    public static void main(String[] args) {
        try{
            compute();
        }catch (Throwable e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("調用次數："+count);
        }
    }
}

?