`
jxxms
  • 浏览: 106920 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 深圳
社区版块
存档分类
最新评论

JVM 原理及相关配置

    博客分类:
  • java
阅读更多

Java语言引入了Java虚拟机,具有跨平台运行的功能,能够很好地适应各种Web应用。同时,为了提高Java语言的性能和健壮性,还引入了如垃圾回收机制等新功能,通过这些改进让Java具有其独特的工作原理。



1.Java虚拟机



Java虚拟机(Java Virtual Machine,JVM)是软件模拟的计算机,它可以在任何处理器上(无论是在计算机中还是在其他电子设备中)安全兼容地执行保存在.class文件中的字节码。Java虚拟机的“机器码”保存在.class文件中,有时也可以称之为字节码文件。



Java程序的跨平台特性主要是指字节码文件可以在任何具有Java虚拟机的计算机或者电子设备上运行,Java虚拟机中的Java解释器负责将字节码文件解释成为特定的机器码进行运行。因此在运行时,Java源程序需要通过编译器编译成为.class文件。



Java虚拟机的建立需要针对不同的软硬件平台来实现,既要考虑处理器的型号,也要考虑操作系统的种类。由此在SPARC结构、X86结构、MIPS和PPC等嵌入式处理芯片上,在UNIX、Linux、Windows和部分实时操作系统上都可实现Java虚拟机。



2.无用内存自动回收机制



在程序的执行过程中,部分内存在使用过后就处于废弃状态,如果不及时进行回收,很有可能会导致内存泄漏,进而引发系统崩溃。在C++语言中是由程序员进行内存回收的,程序员需要在编写程序时把不再使用的对象内存释放掉,这种人为管理内存释放的方法往往由于程序员的疏忽而致使内存无法回收,同时也增加了程序员的工作量。而在Java运行环境中,始终存在着一个系统级的线程,专门跟踪内存的使用情况,定期检测出不再使用的内存,并自动进行回收,避免了内存的泄露,也减轻了程序员的工作量。



3.代码安全性检查机制



安全和方便总是相对矛盾的。Java编程语言的出现使得客户端计算机可以方便地从网络上上传或下载Java程序到本地计算机上运行,但是如何保证该Java程序不携带病毒或者没有其他危险目的呢?为了确保Java程序执行的安全性,Java语言通过Applet程序来控制非法程序的安全性,也就是有了它才确保Java语言的生存。



Java字节码的执行需要经过以下3个步骤:



(1)由类装载器(class loader)负责把类文件(.class文件)加载到Java虚拟机中。在此过程需要检验该类文件是否符合类文件规范。



(2)字节码校验器(bytecode verifier)检查该类文件的代码中是否存在着某些非法操作,例如Applet程序中写本地计算机文件系统的操作。



(3)如果字节码校验器检验通过,由Java解释器负责把该类文件解释成为机器码进行执行。



注意:


Java虚拟机采用“沙箱”运行模式,即把Java程序的代码和数据都限制在一定内存空间里执行,不允许程序访问该内存空间以外的内存。如果是Applet程序,还不允许访问客户端机器的文件系统。
  



Java的运行环境



无论哪种语言都需要有它特定的运行环境,也就是平台。Java语言同样不例外。但是如何理解Java程序与硬件环境无关呢?



几乎所有的语言都需要通过编译或者解释才可以被计算机执行,但是Java有一点不同,它同时需要这两个过程。其实,也正是因为这个原因才使Java这种语言具有了平台无关性。当完成一个Java源程序后,首先,通过Java翻译程序将它编译成一种叫做字节码的中间代码,然后再由Java平台的解释器将它转换成为机器语言来执行,这一平台的核心就是JVM。



Java的编译过程与其他的语言不同。像C++这样的语言,在编译时它是与计算机的硬件平台信息密不可分的。编译程序通过查表将所有指令的操作数和操作码等转换成内存的偏移量,即程序运行时的内存分配方式,目的是保证程序正常运行。而Java却是将指令转换成为一种.class的文件,这种文件不包含硬件的信息,需要执行时只要经过安装有JVM的机器进行解释,创建内存分配后再通过查表来确定一条指令所在的地址。这样就有效地保证了Java的可移植性和安全性。



Java平台具有这样的特性和它的结构有关。通常一个程序运行的平台是一个硬件或者软件运行的环境,目前比较流行的是Windows XP、Linux、Solaris和MacOS。Java的平台不太一样,它由两个部分组成,即JVM和应用程序设计接口。



1.JVM



JVM是Java平台的核心,为了让编译产生的字节码能更好地解释与执行,因此把JVM分成了6个部分:JVM解释器、指令系统、寄存器、栈、存储区和碎片回收区。



◆JVM解释器:即这个虚拟机处理字段码的CPU。



◆JVM指令系统:该系统与计算机很相似,一条指令由操作码和操作数两部分组成。操作码为8位二进制数,主要是为了说明一条指令的功能,操作数可以根据需要而定,JVM有多达256种不同的操作指令。



◆寄存器:JVM有自己的虚拟寄存器,这样就可以快速地与JVM的解释器进行数据交换。为了功能的需要,JVM设置了4个常用的32位寄存器:pc(程序计数器)、optop(操作数栈顶指针)、frame(当前执行环境指针)和vars(指向当前执行环境中第一个局部变量的指针)。



◆JVM栈:指令执行时数据和信息存储的场所和控制中心,它提供给JVM解释器运算所需要的信息。



◆存储区:JVM存储区用于存储编译过后的字节码等信息。



◆碎片回收区:JVM碎片回收是指将使用过的Java类的具体实例从内存进行回收,这就使得开发人员免去了自己编程控制内存的麻烦和危险。随着JVM的不断升级,其碎片回收的技术和算法也更加合理。JVM 1.4.1版后产生了一种叫分代收集技术,简单来说就是利用对象在程序中生存的时间划分成代,以此为标准进行碎片回收。



2.Java应用程序设计接口



Java Application Programming Interface简称Java API,其中文名为Java应用程序设计接口。它是一个软件集合,其中有许多开发时所需要的控件,可以用它来辅助开发。



Java API和JVM构成了Java运行的基本环境,这两种软件整合在一起处于计算机之上,通过这两种软件,Java平台把一个Java应用程序从硬件系统分离开,从而很好地保证了程序的独立性。为了更好地适应开发的需要,Java的设计者们提供了3种版本的Java平台:Java 2 Micro Edition (J2ME )、Java 2 Standard Edition(J2SE)和 Java 2 Enterprise Edition (J2EE),每一种版本都提供了丰富的开发工具以适应不同的开发需要。

1、Eclipse 使用tomcat调试的时候需要增大Jvm内存
-Dcatalina.base="E:\Workspace\.metadata\.plugins\org.eclipse.wst.server.core\tmp0"
-Dcatalina.home="E:\Java\jakarta-tomcat-5.5.9"  -Djava.endorsed.dirs="E:\Java\jakarta-tomcat-5.5.9\common\endorsed" -Xms256m -Xmx512m
        JVM 配置可以参考:http://www.ja-sig.org/wiki/display/UPC/JVM+Configurations.
        以下部分参考:http://www.sdblog.cn/user1/6720/archives/2008/34039.html.

2、当程序部署之后,可能也会存在内存溢出的情况
        a. java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
        Heap size 设置
        JVM堆的设置是指java程序运行过程中JVM可以调配使用的内存空间的设置.JVM在启动的时候会自动设置Heap size的值,其初始空间(即-Xms)是物理内存的1/64,最大空间(-Xmx)是物理内存的1/4。可以利用JVM提供的-Xmn -Xms -Xmx等选项进行设置。Heap size 的大小是Young Generation 和Tenured Generaion 之和。 提示:在JVM中如果98%的时间是用于GC且可用的Heap size 不足2%的时候将抛出此异常信息。 提示:Heap Size 最大不要超过可用物理内存的80%,一般的要将-Xms和-Xmx选项设置为相同,而-Xmn为1/4的-Xmx值.
        解决方法:手动设置Heap size
        修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh
        在“echo "Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE"”上面加入以下行:
JAVA_OPTS="-server -Xms800m -Xmx800m -XX:MaxNewSize=256m"  

        PermSize 设置
        b.java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
PermGen space的全称是Permanent Generation space,是指内存的永久保存区域,这块内存主要是被JVM存放Class和信息的,Class在被Loader时就会被放到PermGen space中,它和存放类实例(Instance)的Heap区域不同,GC(Garbage Collection)不会在主程序运行期对PermGen space进行清理,所以如果你的应用中有很多CLASS的话,就很可能出现PermGen space错误,这种错误常见在web服务器对JSP进行pre compile的时候。如果你的WEB APP下都用了大量的第三方jar, 其大小超过了jvm默认的大小(4M)那么就会产生此错误信息了。
        解决方法:手动设置MaxPermSize
        修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh
        在“echo "Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE"”上面加入以下行:
JAVA_OPTS="-server -XX:PermSize=64M -XX:MaxPermSize=128m
        建议:将相同的第三方jar文件移置到tomcat/shared/lib目录下,这样可以达到减少jar 文档重复占用内存的目的。

3、在tomcat中redeploy时出现outofmemory的错误.  可以有以下几个方面的原因:
        1>.  使用了proxool,因为proxool内部包含了一个老版本的cglib.
        2>.  log4j,最好不用,只用common-logging。
        3>.  老版本的cglib,快点更新到最新版。
        4>.  更新到最新的hibernate3.2

分享到:
评论

相关推荐

    JAVA应用JVM原理及参数调优深入讲解视频.rar

    通过以上对JVM原理和参数调优的深入学习,开发者可以更好地理解Java应用程序的运行机制,优化系统性能,解决可能出现的内存溢出、性能瓶颈等问题。本课程详细讲解了这些内容,无论你是初学者还是经验丰富的开发者,...

    JVM原理讲解和调优,详细讲解JVM底层

    JVM(Java虚拟机)是Java语言运行的基础,它负责执行Java字节码,并且是...开发者可以通过对JVM进行调优,结合业务场景和应用需求,合理配置JVM内存大小、调整垃圾回收策略和类加载机制,从而达到优化应用性能的目的。

    推荐一些JVM原理,JVM调优,JVM内存模型,JAVA并发 电子书1

    1. JVM原理:JVM的工作原理涉及类加载器(ClassLoader)、类文件(ClassFile)、内存管理及垃圾收集机制。类加载器负责将.class文件加载到内存中,为程序的运行准备数据结构。内存管理涉及JVM内存区域,包括堆、栈、...

    深入JVM内核—原理、诊断与优化视频教程-3.常用JVM配置参数

    深入理解JVM的内核原理、诊断技巧以及优化方法对于提升应用性能至关重要。本教程——“深入JVM内核—原理、诊断与优化视频教程”,将重点讲解这些关键点,帮助开发者提升技术水平,更好地解决实际问题。 首先,我们...

    揭秘Java虚拟机-JVM设计原理与实现

    《揭秘Java虚拟机-JVM设计原理与实现》这本书深入探讨了Java虚拟机(JVM)的工作原理及其在Java编程中的核心地位。Java虚拟机是Java平台的核心组成部分,它负责执行字节码,为开发者提供了跨平台的运行环境。以下是...

    深入jvm 内核-原理,诊断于优化视频教程

    ### 深入JVM内核:原理、诊断与优化 #### 一、JVM基础知识 **1.1 JVM概念** Java虚拟机(Java Virtual Machine,简称JVM)是一种用于执行Java字节码的虚拟机。它为Java程序提供了一个运行环境,能够独立于硬件平台...

    JVM的工作原理及垃圾回收机制介绍

    ### JVM工作原理及垃圾回收机制详解 #### 一、JVM概述及原理 **1.1 JVM概述** Java Virtual Machine (JVM),即Java虚拟机,是一种虚构的计算机,在实际的计算机硬件上仿真模拟出的一套完整的计算机系统,用于执行...

    深入JVM内核—原理、诊断与优化

    内涵jvm视频讲解:包含内容初始jvm 、jvm运行机制、常用参数配置、GC算法与种类、GC参数、类装载器、性能监控工具,和Java堆分析 ,锁、的讲解

    jvm参数设置

    本文将基于提供的文件内容,深入解析Linux环境下JVM的基本参数设置方法及原理。 #### 一、内存参数设置 在JVM参数配置中,内存管理是最为关键的部分之一。下面我们将详细解释几个重要的内存相关参数及其作用: 1....

    jvm视频及笔记

    "jvm视频及笔记"这个资源显然是一份全面学习JVM的材料,结合了视频教程和书面笔记,帮助学习者深入理解JVM的工作原理及其在实际开发中的应用。 JVM的学习可以从以下几个重要的知识点开始: 1. **JVM架构**:JVM...

    (主讲视频)JVM原理、内存模型、性能调优

    ### JVM原理、内存模型、性能调优 #### 一、JVM原理概述 Java虚拟机(JVM)是一种用于执行Java字节码的虚拟机。它为Java程序提供了一个独立于平台的运行环境,并且能够自动处理内存管理和垃圾回收等工作。JVM的核心...

    JVM底层原理课件PPT

    ### JVM底层原理——类加载子系统详解 #### 一、引言 Java虚拟机(JVM)作为Java程序运行的基础环境,其内部结构复杂且功能强大。本文将基于“JVM底层原理课件PPT”中关于类加载子系统的介绍进行深入解析。类加载子...

    深入jvm内核-原理、诊断与优化教学视频

    1、java虚拟机的基本介绍。 2、字节码的执行 3、常用的jvm参数配置 4、算法和种类 5、gc参数配置 6、类加载器 7、性能监控工具 8、jvm堆栈分析

    Tomcat性能优化及JVM内存工作原理

    Tomcat性能优化及JVM内存工作原理 ...Tomcat性能优化及JVM内存工作原理是指通过调整Tomcat服务器的配置和JVM的参数,以提高Tomcat服务器的性能和响应速度。包括代码层优化、JVM内存优化和应用配置优化三方面。

    JVM系列之性能调优参考手册(实践篇).pdf

    开发者可以根据应用的特点选择合适的垃圾回收器,并通过JVM参数进行配置,以达到提升性能的目的。 最后,手册强调,在生产环境中应用JVM参数调整时需要谨慎。因为JVM内部经过大量的实践和优化,一般情况下我们只...

    精通jvm,你想要的jvm原理都在这理

    深入理解JVM原理和垃圾回收机制对于Java开发者来说至关重要,它能帮助你编写出更高效、更稳定的代码,避免内存泄漏和性能瓶颈。通过实践和学习,你可以掌握如何有效地配置和调优JVM,从而提升应用的整体性能。同时,...

    深入JVM内核—原理、诊断与优化视频教程

    ### 深入JVM内核—原理、诊断与优化 #### 一、JVM基础知识 ##### 1.1 JVM概念 Java虚拟机(Java Virtual Machine,简称JVM)是运行Java字节码的虚拟机环境。它为Java程序提供了一个独立于硬件平台的抽象计算机环境...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics