JVM-JMM

2020-12-02 本文已影响0人麦大大吃不胖

by shihang.mai

JMM就是java内存模型，它描述了对象的内存布局、如何访问变量、线程的共享变量访问规则、对象分配等等

1. 对象的内存布局

在hotspot中，对象需要知道自己的类型，所以对象组成中有ClassPointer(类型指针)

普通对象
普通对象内存布局.png
数组对象
数组对象内存布局.png

2. 对象大小

2.1 压缩指针

运行

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

得到

-XX:InitialHeapSize=134217728 
-XX:MaxHeapSize=2147483648 
-XX:+PrintCommandLineFlags 
//开启压缩 类型指针
-XX:+UseCompressedClassPointers 
//开始压缩 引用类型
-XX:+UseCompressedOops 
-XX:+UseParallelGC 
java version "1.8.0_251"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_251-b08)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.251-b08, mixed mode)

可以看到开启了压缩指针

压缩指针存在的意义
我们由32位计算机变为64位，虽然我们能获得的内存大了（寻址空间从2^32 次方，变为2^64次方），但是同一个对象存在堆里会花费更多的空间(类型指针和对象引用都变为了8字节)。在64位下会带来性能问题

增加了GC开销：64位对象引用需要占用更多的堆空间，留给其他数据的空间将会减少，从而加快了GC的发生，更频繁的进行GC
降低CPU缓存命中率：CPU缓存是固定大小的，64位对象引用增大了，CPU能缓存的oop将相对减少会，从而降低了CPU缓存的效率

我们开启指针压缩，可以同时获得较大的内存，也能保持32位的性能

压缩指针的实现方式

首先有一个预备消息，32位CPU为什么支持最大4G?准确来说，应该是32位CPU为什么寻址容量为4G？

CPU一次性读取4字节数据，即32位
4字节代表2^{32个地址，而内存的最小IO单位是字节，其实这个2}32是【由8bit组成的一组的】地址数
所以实际寻址容量 = 2^32 * 8 = 2^35 = 4G

待研究，没研究清楚

2.2 对象大小举例

new Object():16byte

对象头:8byte
ClassPointer:4byte(64位计算机，原本是8字节，上面打开了-XX:+UseCompressedClassPointers压缩，所以4字节)
padding:4字节(整个对象是8的倍数，8+4=12,+4=16)

数组 new int[]{}:16byte

对象头:8byte
ClassPointer:4byte(64位计算机，原本是8字节，上面打开了-XX:+UseCompressedClassPointers压缩，所以4字节)
数组长度:4字节

new P():32byte

class p{
  //对象头:8byte
  //ClassPointer:4byte
  int id;//int:4byte
  String name;(64位计算机，原本是8字节，上面打开了-XX:+UseCompressedOops 压缩(oops:普通对象的指针)，所以4字节)
  int age;
  byte b1;//byte:1byte
  byte b2;
  Object o;
  byte b3;
}