day10-元空间、PC寄存器

Program Counter Register

程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行字节码的行号指示器，指向下一个将要执行的指令代码，由执行引擎来读取下一条指令。更确切的说，一个线程的执行，是通过字节码解释器改变当前线程的计数器的值，来获取下一条需要执行的字节码指令，从而确保线程的正确执行。

为了确保线程切换后（上下文切换）能恢复到正确的执行位置，每个线程都有一个独立的程序计数器，各个线程的计数器互不影响，独立存储。也就是说程序计数器是线程私有的内存。

如果线程执行 Java 方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果执行的是 Native 方法，计数器值为Undefined。

程序计数器不会发生内存溢出（OutOfMemoryError即OOM）问题。
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原文链接：https://blog.csdn.net/rongtaoup/article/details/89142396

方法区

方法区中存放什么？

方法区同java堆一样是所有线程共享的，用于存放已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。更具体的说，**静态变量（static）+常量（final）+类信息（版本、方法、字段等）+运行时常量池。**运行时常量池是方法区的一部分。

元空间（MetaSpace）

JDK1.8使用元空间MetaSpace替代方法区，元空间并不在JVM虚拟机中，而是使用本地内存。元空间有两个参数。

这个区域常驻内存，用来存放JDK自身携带的Class对象。Interface元数据，存储的是java运行时一些环境或一些类信息，这个区域不存在垃圾回收。，关闭JVM虚拟机就会释放这个区域的内存。

1.MetaSpaceSize：元空间初始化大小，控制发生GC阈值

2.MaxMetaSpaceSize：元空间内存上限容量，防止异常占用过多物理内存

元空间什么时候会发生内存不足？

一个启动类，加载了大量的第三方jar包，Tomcat部署了太多的应用，大量动态生成反射类，不断的加载，就会出现OOM；

JDK1.8以后

查看堆空间内存

常量池

常量池中存储编译器生成的各种字面量和符号引用。字面量就是Java中常量的意思。比如文本字符串，final修饰的常量等。方法引用则包括类和接口的全限定名，方法名和描述符，字段名和描述符等。

常量池有什莫用？

优点：常量池避免了频繁的创建和销毁对象而影响系统性能，其实现了对象的共享。

举例说明：Integer常量池、String常量池

Integer常量池

==对于基本数据类型比较的是数值，对于引用数据类型比较的是内存地址。

public void TestIntegerCache()
{
    public static void main(String[] args)
    {
        
        Integer i1 = new Integer(66);
        Integer i2 = new integer(66);
        Integer i3 = 66;
        Integer i4 = 66;
        Integer i5 = 150;
        Integer i6 = 150;
        System.out.println(i1 == i2);//false
        System.out.println(i3 == i4);//true
        System.out.println(i5 == i6);//false
    }
    
}

i1 和 i2 使用 new 关键字，每new一个对象就会在堆中创建一个对象空间，并且在方法区中创建对这个空间的引用。所以两个new出来的对象所指向的引用地址是不同的，所以==为false。

i3==i4就为true，因为Integer有一个静态内部类IntegerCache，会在常量池中缓存[-128,127]的cache数组，创建i3，i4时就会调用Integer.valueOf()方法进行查看，当我们赋值的Integer类型在这个数组范围内时，就会直接将变量的引用指向这个数组，就不需要再创建新的对象了，所以i3和i4的指向对象是同一个，所以返回true。

i5==i6为false，因为当超出[-128,127]这个范围时，就会在堆中new对象，使引用直接指向堆中的对象，所以两个对象的引用地址不同，返回false。

IntegerCache 源码

private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;//最小值
        static final int high;//最大值
        static final Integer cache[];//缓存数组
 
        //私有化构造方法，不让别人创建它。单例模式的思想
        private IntegerCache() {}
 
        //类加载的时候，执行静态代码块。作用是将-128到127之间的数缓冲在cache[]数组中
        static {
            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            String integerCacheHighPropValue =
                sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                try {
                    int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                    i = Math.max(i, 127);
                    // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                    h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
                } catch( NumberFormatException nfe) {
                    // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
                }
            }
            high = h;
 
            cache = new Integer[(high - low) + 1];//初始化cache数组，根据最大最小值确定
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)//遍历将数据放入cache数组中
                cache[k] = new Integer(j++);
 
            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }
 
    }

拆箱代码：

Integer是对象，对象不能使用+运算符的，所以需要将Integer类先拆箱为int类，再进行运算。i3也是拆箱后在进行数值比较。所以i3==i1+i2其实是值比较。

public static void main(String[] args){
       Integer i1 = new Integer(4);
       Integer i2 = new Integer(6);
       Integer i3 = new Integer(10);
       System.out.print(i3 == i1+i2);//true
    }

String常量池

String new是在堆中创建，=是在字符串常量池中创建。

String 是由 *final* 修饰的类，是不可以被继承的。通常有两种方式来创建对象。

//1、
String str = new String("abcd");
 
//2、
String str = "abcd";

第一种使用 new 创建的对象，存放在堆中。每次调用都会创建一个新的对象。

第二种先在栈上创建一个 String 类的对象引用变量 str，然后通过符号引用去字符串常量池中找有没有 “abcd”，如果没有，则将“abcd”存放到字符串常量池中，并将栈上的 str 变量引用指向常量池中的“abcd”。如果常量池中已经有“abcd”了，则不会再常量池中创建“abcd”，而是直接将 str 引用指向常量池中的“abcd”。

对于 String 类，equals 方法用于比较字符串内容是否相同； == 号用于比较内存地址是否相同，即是否指向同一个对象。通过代码验证上面理论。

首先在栈上存放变量引用 str1，然后通过符号引用去常量池中找是否有 abcd，没有，则将 abcd 存储在常量池中，然后将 str1 指向常量池的 abcd。当创建 str2 对象，去常量池中发现已经有 abcd 了，就将 str2 引用直接指向 abcd 。所以str1 == str2，指向同一个内存地址。

public static void main(String[] args){
       String str1 = "abcd";
       String str2 = "abcd";
       System.out.print(str1 == str2);//true
    }

public static void main(String[] args){
       String str1 = new String("abcd");
       String str2 = new String("abcd");
       System.out.print(str1 == str2);//false
    }

str1 和 str2 使用 new 创建对象，分别在堆上创建了不同的对象。两个引用指向堆中两个不同的对象，所以为 false。

关于字符串 + 号连接问题：

对于字符串常量的 + 号连接，在程序编译期，JVM就会将其优化为 + 号连接后的值。所以在编译期其字符串常量的值就确定了。

String a = "a1";   
String b = "a" + 1;   
System.out.println((a == b)); //result = true  
 
String a = "atrue";   
String b = "a" + "true";   
System.out.println((a == b)); //result = true 
 
String a = "a3.4";   
String b = "a" + 3.4;   
System.out.println((a == b)); //result = true 

关于字符串引用 + 号连接问题：

对于字符串****引用*的 + 号连接问题，由于字符串引用在编译期是无法确定下来的，在程序的运行期动态分配并创建新的地址存储对象*。

public static void main(String[] args){
       String str1 = "a";
	   String str2 = "ab";
	   String str3 = str1 + "b";
	   System.out.print(str2 == str3);//false
    }

对于上边代码，str3 等于 str1 引用 + 字符串常量“b”，在编译期无法确定，在运行期动态的分配并将连接后的新地址赋给 str3，所以 str2 和 str3 引用的内存地址不同，所以 str2 == str3 结果为 false

通过 jad 反编译工具，分析上述代码到底做了什么。编译指令如下：

javac Test.java:java文件编译成字节码class文件

**jad Test.class:**class文件反编译成java文件

经过 jad 反编译工具反编译代码后，代码如下

public class TestDemo{     public TestDemo()    {    }     public static void main(String args[])    {        String s = "a";        String s1 = "ab";        String s2 = (new StringBuilder()).append(s).append("b").toString();        System.out.print(s1 = s2);    }}

发现 new 了一个 StringBuilder 对象，然后使用 append 方法优化了 + 操作符。new 在堆上创建对象，而 String s1=“ab”则是在常量池中创建对象，两个应用所指向的内存地址是不同的，所以 s1 == s2 结果为 false。

我们已经知道了字符串引用的 + 号连接问题，其实是在运行期间创建一个 StringBuilder 对象，使用其 append 方法将字符串连接起来。这个也是我们开发中需要注意的一个问题，就是尽量不要在 for 循环中使用 + 号来操作字符串。看下面一段代码：

public static void main(String[] args){        String s = null;        for(int i = 0; i < 100; i++){            s = s + "a";        }    }

在 for 循环中使用 + 连接字符串，每循环一次，就会新建 StringBuilder 对象，append 后就“抛弃”了它。如果我们在循环外创建StringBuilder 对象，然后在循环中使用 append 方法追加字符串，就可以节省 n-1 次创建和销毁对象的时间。所以在循环中连接字符串，一般使用 StringBuilder 或者 StringBuffer，而不是使用 + 号操作。

public static void main(String[] args){        StringBuilder s = new StringBuilder();        for(int i = 0; i < 100; i++){            s.append("a");        }    }

**总结一句话：**当+左右都是字符串时，就可以判断字符串常量池中是否有＋以后的结果，而当+左右有字符串的引用时，则会在java堆中创建新地址而让字符串引用，所以当有引用用+拼接是会获得新的地址。

使用final修饰的字符串

public static void main(String[] args){        final String str1 = "a";        String str2 = "ab";        String str3 = str1 + "b";        System.out.print(str2 == str3);//true    }

final 修饰的变量是一个常量，编译期就能确定其值。所以 str1 + "b"就等同于 “a” + “b”，所以结果是 true。

String对象的intern方法。

public static void main(String[] args){        String s = "ab";        String s1 = "a";        String s2 = "b";        String s3 = s1 + s2;        System.out.println(s3 == s);//false        System.out.println(s3.intern() == s);//true    }

通过前面学习我们知道，s1+s2 实际上在堆上 new 了一个 StringBuilder 对象，而 s 在常量池中创建对象 “ab”，所以 s3 == s 为 false。**但是 s3 调用 intern 方法，返回的是s3的内容（ab）在常量池中的地址值。**所以 s3.intern() == s 结果为 true。

原文链接：https://blog.csdn.net/rongtaoup/article/details/89142396