java程序的内存分配
JAVA 文件编译执行与虚拟机(JVM)介绍
Java 虚拟机(JVM)是可运行Java代码的假想计算机。只要根据JVM规格描述将解释器移植到特定的计算机上，就能保证经过编译的任何Java代码能够在该系统上运行。本文首先简要介绍从Java文件的编译到最终执行的过程，随后对JVM规格描述作一说明。
一.Java源文件的编译、下载、解释和执行
Java应用程序的开发周期包括编译、下载、解释和执行几个部分。Java编译程序将Java源程序翻译为JVM可执行代码?字节码。这一编译过程同C/C++的编译有些不同。当C编译器编译生成一个对象的代码时，该代码是为在某一特定硬件平台运行而产生的。因此，在编译过程中，编译程序通过查表将所有对符号的引用转换为特定的内存偏移量，以保证程序运行。Java编译器却不将对变量和方法的引用编译为数值引用，也不确定程序执行过程中的内存布局，而是将这些符号引用信息保留在字节码中，由解释器在运行过程中创立内存布局，然后再通过查表来确定一个方法所在的地址。这样就有效的保证了Java的可移植性和安全性。
运行JVM字节码的工作是由解释器来完成的。解释执行过程分三部进行：代码的装入、代码的校验和代码的执行。装入代码的工作由"类装载器"（class loader）完成。类装载器负责装入运行一个程序需要的所有代码，这也包括程序代码中的类所继承的类和被其调用的类。当类装载器装入一个类时，该类被放在自己的名字空间中。除了通过符号引用自己名字空间以外的类，类之间没有其他办法可以影响其他类。在本台计算机上的所有类都在同一地址空间内，而所有从外部引进的类，都有一个自己独立的名字空间。这使得本地类通过共享相同的名字空间获得较高的运行效率，同时又保证它们与从外部引进的类不会相互影响。当装入了运行程序需要的所有类后，解释器便可确定整个可执行程序的内存布局。解释器为符号引用同特定的地址空间建立对应关系及查询表。通过在这一阶段确定代码的内存布局，Java很好地解决了由超类改变而使子类崩溃的问题，同时也防止了代码对地址的非法访问。
随后，被装入的代码由字节码校验器进行检查。校验器可发现操作数栈溢出，非法数据类型转化等多种错误。通过校验后，代码便开始执行了。
Java字节码的执行有两种方式：
1.即时编译方式：解释器先将字节码编译成机器码，然后再执行该机器码。
2.解释执行方式：解释器通过每次解释并执行一小段代码来完成Java字节码程序的所有操作。
通常采用的是第二种方法。由于JVM规格描述具有足够的灵活性，这使得将字节码翻译为机器代码的工作
具有较高的效率。对于那些对运行速度要求较高的应用程序，解释器可将Java字节码即时编译为机器码，从而很好地保证了Java代码的可移植性和高性能。
二.JVM规格描述
JVM的设计目标是提供一个基于抽象规格描述的计算机模型，为解释程序开发人员提很好的灵活性，同时也确保Java代码可在符合该规范的任何系统上运行。JVM对其实现的某些方面给出了具体的定义，特别是对Java可执行代码，即字节码(Bytecode)的格式给出了明确的规格。这一规格包括操作码和操作数的语法和数值、标识符的数值表示方式、以及Java类文件中的J ava对象、常量缓冲池在JVM的存储映象。这些定义为JVM解释器开发人员提供了所需的信息和开发环境。Java的设计者希望给开发人员以随心所欲使用Java的自由。
JVM定义了控制Java代码解释执行和具体实现的五种规格，它们是：
JVM指令系统
JVM寄存器
JVM栈结构
JVM碎片回收堆
JVM存储区
2.1JVM指令系统
JVM指令系统同其他计算机的指令系统极其相似。Java指令也是由操作码和操作数两部分组成。操作码为8位二进制数，操作数进紧随在操作码的后面，其长度根据需要而不同。操作码用于指定一条指令操作的性质（在这里我们采用汇编符号的形式进行说明），如iload表示从存储器中装入一个整数，anewarray 表示为一个新数组分配空间，iand表示两个整数的"与"，ret用于流程控制，表示从对某一方法的调用中返回。当长度大于8位时，操作数被分为两个以上字节存放。JVM采用了"big endian"的编码方式来处理这种情况，即高位bits存放在低字节中。这同Motorola及其他的RISC CPU采用的编码方式是一致的，而与Intel采用的"little endian "的编码方式即低位bits存放在低位字节的方法不同。
Java指令系统是以J ava语言的实现为目的设计的，其中包含了用于调用方法和监视多先程系统的指令。Java的8位操作码的长度使得JVM最多有256种指令，目前已使用了160多种操作码。
2.2JVM指令系统
所有的CPU均包含用于保存系统状态和处理器所需信息的寄存器组。如果虚拟机定义较多的寄存器，便可以从中得到更多的信息而不必对栈或内存进行访问，这有利于提高运行速度。然而，如果虚拟机中的寄存器比实际CPU的寄存器多，在实现虚拟机时就会占用处理器大量的时间来用常规存储器模拟寄存器，这反而会降低虚拟机的效率。针对这种情况，JVM只设置了4个最为常用的寄存器。它们是：
pc程序计数器
optop操作数栈顶指针
frame当前执行环境指针
vars指向当前执行环境中第一个局部变量的指针
所有寄存器均为32位。pc用于记录程序的执行。optop,frame和vars用于记录指向Java栈区的指针。
2.3JVM栈结构
作为基于栈结构的计算机，Java栈是JVM存储信息的主要方法。当JVM得到一个Java字节码应用程序后，便为该代码中一个类的每一个方法创建一个栈框架，以保存该方法的状态信息。每个栈框架包括以下三类信息：
局部变量
执行环境
操作数栈
局部变量用于存储一个类的方法中所用到的局部变量。vars寄存器指向该变量表中的第一个局部变量。
执行环境用于保存解释器对Java字节码进行解释过程中所需的信息。它们是：上次调用的方法、局部变量指针和操作数栈的栈顶和栈底指针。执行环境是一个执行一个方法的控制中心。例如：如果解释器要执
行iadd(整数加法)，首先要从frame寄存器中找到当前执行环境，而后便从执行环境中找到操作数栈，从栈顶弹出两个整数进行加法运算，最后将结果压入栈顶。
操作数栈用于存储运算所需操作数及运算的结果。
2.4JVM碎片回收堆
Java类的实例所需的存储空间是在堆上分配的。解释器具体承担为类实例分配空间的工作。解释器在为一个实例分配完存储空间后，便开始记录对该实例所占用的内存区域的使用。一旦对象使用完毕，便将其回收到堆中。
在Java语言中，除了new语句外没有其他方法为一对象申请和释放内存。对内存进行释放和回收的工作是由Java运行系统承担的。这允许Java运行系统的设计者自己决定碎片回收的方法。在SUN公司开发的Java解释器和Hot J ava环境中，碎片回收用后台线程的方式来执行。这不但为运行系统提供了良好的性能，而且使程序设计人员摆脱了自己控制内存使用的风险。
2.5JVM存储区
JVM有两类存储区：常量缓冲池和方法区。常量缓冲池用于存储类名称、方法和字段名称以及串常量。方法区则用于存储Java方法的字节码。对于这两种存储区域具体实现方式在JVM规格中没有明确规定。这使得Java应用程序的存储布局必须在运行过程中确定，依赖于具体平台的实现方式。
JVM是为Java字节码定义的一种独立于具体平台的规格描述，是Java平台独立性的基础。目前的JVM 还存在一些限制和不足，有待于进一步的完善，但无论如何，JVM的思想是成功的。
对比分析：如果把Java原程序想象成我们的C++原程序，Java原程序编译后生成的字节码就相当于C++原程序编译后的80x86的机器码（二进制程序文件），JVM虚拟机相当于80x86计算机系统,Java解释器相当于80x86CPU。在80x86CPU上运行的是机器码，在Java解释器上运行的是J ava字节码。
Java解释器相当于运行J ava字节码的―CPU‖,但该―CPU‖不是通过硬件实现的，而是用软件实现的。Java 解释器实际上就是特定的平台下的一个应用程序。只要实现了特定平台下的解释器程序，Java字节码就能通过解释器程序在该平台下运行，这是Java跨平台的根本。当前，并不是在所有的平台下都有相应Java 解释器程序，这也是Java并不能在所有的平台下都能运行的原因，它只能在已实现了Java解释器程序的平台下运行。
堆和栈的区别
非本人作也!因非常经典,所以收归旗下,与众人阅之!原作者不祥!
堆和栈的区别
一、预备知识—程序的内存分配
一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、栈区（stack）—由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区（heap）—一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。
3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。- 程序结束后有系统释放
4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
二、例子程序
这是一个前辈写的，非常详细
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456\0在常量区，p3在栈上。
static int c =0；全局（静态）初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); 123456\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}
二、堆和栈的理论知识
2.1申请方式
stack:
由系统自动分配。例如，声明在函数中一个局部变量int b; 系统自动在栈中为b开辟空间
heap:
需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2 = (char *)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
2.2
申请后系统的响应
栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，
会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该
结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
2.3 申请大小的限制
栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。
堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。
2.4 申请效率的比较：
栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。
2.5 堆和栈中的存储内容
栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。
当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。
堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。
2.6 存取效率的比较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa 是在运行时刻赋值的；
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；
但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如：
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
对应的汇编代码
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，在根据edx读取字符，显然慢了。
2.7 小结：
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：
使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。windows 进程中的内存结构
在阅读本文之前，如果你连堆栈是什么多不知道的话，请先阅读文章后面的基础知识。
接触过编程的人都知道，高级语言都能通过变量名来访问内存中的数据。那么这些变量在内存中是如何存放的呢？程序又是如何使用这些变量的呢？下面就会对此进行深入的讨论。下文中的C语言代码如没有特别声明，默认都使用VC编译的release版。
首先，来了解一下 C 语言的变量是如何在内存分部的。C 语言有全局变量(Global)、本地变量(Local)，静态变量(Static)、寄存器变量(Regeister)。每种变量都有不同的分配方式。先来看下面这段代码：
#include
int g1=0, g2=0, g3=0;
int main()
{
static int s1=0, s2=0, s3=0;
int v1=0, v2=0, v3=0;
// 打印出各个变量的内存地址
printf("0x%08x\n",&v1); // 打印各本地变量的内存地址
printf("0x%08x\n",&v2);
printf("0x%08x\n\n",&v3);
printf("0x%08x\n",&g1); //打印各全局变量的内存地址
printf("0x%08x\n",&g2);
printf("0x%08x\n\n",&g3);
printf("0x%08x\n",&s1); //打印各静态变量的内存地址
printf("0x%08x\n",&s2);
printf("0x%08x\n\n",&s3);
return 0;
}
编译后的执行结果是：
0x0012ff78
0x0012ff7c
0x0012ff80
0x004068d0
0x004068d4
0x004068d8
0x004068dc
0x004068e0
0x004068e4
输出的结果就是变量的内存地址。其中v1,v2,v3是本地变量，g1,g2,g3是全局变量，s1,s2,s3是静态变量。你可以看到这些变量在内存是连续分布的，但是本地变量和全局变量分配的内存地址差了十万八千里，而全局变量和静态变量分配的内存是连续的。这是因为本地变量和全局/静态变量是分配在不同类型的内存区域中的结果。对于一个进程的内存空间而言，可以在逻辑上分成3个部份：代码区，静态数据区和动态数据区。动态数据区一般就是―堆栈‖。―栈(stack)‖和―堆(heap)‖是两种不同的动态数据区，栈是一种线性结构，堆是一种链式结构。进程的每个线程都有私有的―栈‖，所以每个线程虽然代码一样，但本地变量的数据都是互不干扰。一个堆栈可以通过―基地址‖和―栈顶‖地址来描述。全局变量和静态变量分配在静态数据区，本地变量分配在动态数据区，即堆栈中。程序通过堆栈的基地址和偏移量来访问本地变量。
├———————┤低端内存区域
│…… │
├———————┤
│动态数据区│
├———————┤
│…… │
├———————┤
│代码区│
├———————┤
│静态数据区│
├———————┤
│…… │
├———————┤高端内存区域
堆栈是一个先进后出的数据结构，栈顶地址总是小于等于栈的基地址。我们可以先了解一下函数调用的过程，以便对堆栈在程序中的作用有更深入的了解。不同的语言有不同的函数调用规定，这些因素有参数的压入规则和堆栈的平衡。windows API的调用规则和ANSI C的函数调用规则是不一样的，前者由被调函数调整堆栈，后者由调用者调整堆栈。两者通过―__stdcall‖和―__cdecl‖前缀区分。先看下面这段代码：
#include
void __stdcall func(int param1,int param2,int param3)
{
int var1=param1;
int var2=param2;
int var3=param3;
printf("0x%08x\n",?m1); // 打印出各个变量的内存地址
printf("0x%08x\n",?m2);
printf("0x%08x\n\n",?m3);
printf("0x%08x\n",&var1);
printf("0x%08x\n",&var2);
printf("0x%08x\n\n",&var3);
return;
}
int main()
{
func(1,2,3);
return 0;
}
编译后的执行结果是：
0x0012ff78
0x0012ff7c
0x0012ff80
0x0012ff68
0x0012ff6c
0x0012ff70
├———————┤<—函数执行时的栈顶（ESP）、低端内存区域
│…… │
├———————┤
│var 1 │
├———————┤
│var 2 │
├———————┤
│var 3 │
├———————┤
│RET │
├———————┤<—―__cdecl‖函数返回后的栈顶（ESP）
│parameter 1 │
├———————┤
│parameter 2 │
├———————┤
│parameter 3 │
├———————┤<—―__stdcall‖函数返回后的栈顶（ESP）
│…… │
├———————┤<—栈底（基地址EBP）、高端内存区域
上图就是函数调用过程中堆栈的样子了。首先，三个参数以从又到左的次序压入堆栈，先压―param3‖，再压―param2‖，最后压入―param1‖；然后压入函数的返回地址(RET)，接着跳转到函数地址接着执行（这里要补充一点，介绍UNIX下的缓冲溢出原理的文章中都提到在压入RET后，继续压入当前EBP，然后用当前ESP代替EBP。然而，有一篇介绍windows下函数调用的文章中说，在windows下的函数调用也有这一步骤，但根据我的实际调试，并未发现这一步，这还可以从param3和var1之间只有4字节的间隙这点看出来）；第三步，将栈顶(ESP)减去一个数，为本地变量分配内存空间，上例中是减去12字节(ESP=ESP-3*4，每个int变量占用4个字节)；接着就初始化本地变量的内存空间。由于―__stdcall‖调用由被调函数调整堆栈，所以在函数返回前要恢复堆栈，先回收本地变量占用的内存(ESP=ESP+3*4)，然后取出返回地址，填入EIP寄存器，回收先前压入参数占用的内存(ESP=ESP+3*4)，继续执行调用者的代码。参见下列汇编代码：
;--------------func 函数的汇编代码-------------------
:00401000 83EC0C sub esp, 0000000C // 创建本地变量的内存空间
:00401003 8B442410 mov eax, dword ptr [esp+10]
:00401007 8B4C2414 mov ecx, dword ptr [esp+14]
:0040100B 8B542418 mov edx, dword ptr [esp+18]
:0040100F 89442400 mov dword ptr [esp], eax
:00401013 8D442410 lea eax, dword ptr [esp+10]
:00401017 894C2404 mov dword ptr [esp+04], ecx
…………………… （省略若干代码）
:00401075 83C43C add esp, 0000003C ; 恢复堆栈，回收本地变量的内存空间
:00401078 C3 ret 000C ;函数返回，恢复参数占用的内存空间
;如果是―__cdecl‖的话，这里是―ret‖，堆栈将由调用者恢复
;------------------- 函数结束-------------------------
;-------------- 主程序调用func函数的代码--------------
:00401080 6A03 push 00000003 // 压入参数param3
:00401082 6A02 push 00000002 //压入参数param2
:00401084 6A01 push 00000001 //压入参数param1
:00401086 E875FFFFFF call 00401000 //调用func函数
;如果是―__cdecl‖的话，将在这里恢复堆栈，―add esp, 0000000C‖
聪明的读者看到这里，差不多就明白缓冲溢出的原理了。先来看下面的代码：
#include
#include
void __stdcall func()
{
char lpBuff[8]="\0";
strcat(lpBuff,"AAAAAAAAAAA");
return;
}
int main()
{
func();
return 0;
}
编译后执行一下回怎么样？哈，―"0x00414141"指令引用的"0x00000000"内存。该内存不能为"read"。‖，―非法操作‖喽！"41"就是"A"的16进制的ASCII码了，那明显就是strcat这句出的问题了。"lpBuff"的大小只有8字节，算进结尾的\0，那strcat最多只能写入7个"A"，但程序实际写入了11个"A"外加1个\0。再来看看上面那幅图，多出来的4个字节正好覆盖了RET的所在的内存空间，导致函数返回到一个错误的内存地址，执行了错误的指令。如果能精心构造这个字符串，使它分成三部分，前一部份仅仅是填充的无意义数据以达到溢出的目的，接着是一个覆盖RET的数据，紧接着是一段shellcode，那只要着个RET地址能指向这段shellcode的第一个指令，那函数返回时就能执行shellcode了。但是软件的不同版本和不同的运行环境都可能影响这段shellcode在内存中的位置，那么要构造这个RET是十
分困难的。一般都在RET和shellcode之间填充大量的NOP指令，使得exploit有更强的通用性。
├———————┤<—低端内存区域
│…… │
├———————┤<—由exploit填入数据的开始
││
│buffer │<—填入无用的数据
││
├———————┤
│RET │<—指向shellcode，或NOP指令的范围
├———————┤
│NOP │
│…… │<—填入的NOP指令，是RET可指向的范围
│NOP │
├———————┤
││
│shellcode │
││
├———————┤<—由exploit填入数据的结束
│…… │
├———————┤<—高端内存区域
windows 下的动态数据除了可存放在栈中，还可以存放在堆中。了解C++的朋友都知道，C++可以使用new关键字来动态分配内存。来看下面的C++代码：
#include
#include
#include
void func()
{
char *buffer=new char[128];
char bufflocal[128];
static char buffstatic[128];
printf("0x%08x\n",buffer); // 打印堆中变量的内存地址
printf("0x%08x\n",bufflocal); //打印本地变量的内存地址
printf("0x%08x\n",buffstatic); //打印静态变量的内存地址
}
void main()
{
func();
return;
}
程序执行结果为：
0x004107d0
0x0012ff04
0x004068c0
可以发现用new关键字分配的内存即不在栈中，也不在静态数据区。VC编译器是通过windows下的―堆(heap)‖来实现new关键字的内存动态分配。在讲―堆‖之前，先来了解一下和―堆‖有关的几个API函数：
HeapAlloc 在堆中申请内存空间
HeapCreate 创建一个新的堆对象
HeapDestroy 销毁一个堆对象
HeapFree 释放申请的内存
HeapWalk 枚举堆对象的所有内存块
GetProcessHeap 取得进程的默认堆对象
GetProcessHeaps 取得进程所有的堆对象
LocalAlloc
GlobalAlloc
当进程初始化时，系统会自动为进程创建一个默认堆，这个堆默认所占内存的大小为1M。堆对象由系统进行管理，它在内存中以链式结构存在。通过下面的代码可以通过堆动态申请内存空间：
HANDLE hHeap=GetProcessHeap();
char *buff=HeapAlloc(hHeap,0,8);
其中hHeap是堆对象的句柄，buff是指向申请的内存空间的地址。那这个hHeap究竟是什么呢？它的值有什么意义吗？看看下面这段代码吧：
#pragma comment(linker,"/entry:main") // 定义程序的入口
#include
_CRTIMP int (__cdecl *printf)(const char *, ...); // 定义STL函数printf
/*---------------------------------------------------------------------------
写到这里，我们顺便来复习一下前面所讲的知识：
(*注)printf函数是C语言的标准函数库中函数，VC的标准函数库由msvcrt.dll模块实现。
由函数定义可见，printf的参数个数是可变的，函数内部无法预先知道调用者压入的参数个数，函数只能通过分析第一个参数字符串的格式来获得压入参数的信息，由于这里参数的个数是动态的，所以必须由调用者来平衡堆栈，这里便使用了__cdecl调用规则。BTW，Windows系统的API函数基本上是__stdcall 调用形式，只有一个API例外，那就是wsprintf，它使用__cdecl调用规则，同printf函数一样，这是由于它的参数个数是可变的缘故。
---------------------------------------------------------------------------*/
void main()
{
HANDLE hHeap=GetProcessHeap();
char *buff=HeapAlloc(hHeap,0,0x10);
char *buff2=HeapAlloc(hHeap,0,0x10);
HMODULE hMsvcrt=LoadLibrary("msvcrt.dll");
printf=(void *)GetProcAddress(hMsvcrt,"printf");
printf("0x%08x\n",hHeap);
printf("0x%08x\n",buff);
printf("0x%08x\n\n",buff2);
}
执行结果为：
0x00130000
0x00133100
0x00133118
hHeap 的值怎么和那个buff的值那么接近呢？其实hHeap这个句柄就是指向HEAP首部的地址。在进程的用户区存着一个叫PEB(进程环境块)的结构，这个结构中存放着一些有关进程的重要信息，其中在PEB 首地址偏移0x18处存放的ProcessHeap就是进程默认堆的地址，而偏移0x90处存放了指向进程所有堆的地址列表的指针。windows有很多API都使用进程的默认堆来存放动态数据，如windows 2000下的所有ANSI版本的函数都是在默认堆中申请内存来转换ANSI字符串到Unicode字符串的。对一个堆的访问是顺序进行的，同一时刻只能有一个线程访问堆中的数据，当多个线程同时有访问要求时，只能排队等待，这样便造成程序执行效率下降。
最后来说说内存中的数据对齐。所位数据对齐，是指数据所在的内存地址必须是该数据长度的整数倍，DWORD数据的内存起始地址能被4除尽，WORD数据的内存起始地址能被2除尽，x86 CPU能直接访问对齐的数据，当他试图访问一个未对齐的数据时，会在内部进行一系列的调整，这些调整对于程序来说是透明的，但是会降低运行速度，所以编译器在编译程序时会尽量保证数据对齐。同样一段代码，我们来看看用VC、Dev-C++和lcc三个不同编译器编译出来的程序的执行结果：
#include
int main()
{
int a;
char b;
int c;
printf("0x%08x\n",&a);
printf("0x%08x\n",&b);
printf("0x%08x\n",&c);
return 0;
}
这是用VC编译后的执行结果：
0x0012ff7c
0x0012ff7b
0x0012ff80
变量在内存中的顺序：b(1字节)-a(4字节)-c(4字节)。
这是用Dev-C++编译后的执行结果：
0x0022ff7c
0x0022ff7b
0x0022ff74
变量在内存中的顺序：c(4字节)-中间相隔3字节-b(占1字节)-a(4字节)。
这是用lcc编译后的执行结果：
0x0012ff6c
0x0012ff6b
0x0012ff64
变量在内存中的顺序：同上。
三个编译器都做到了数据对齐，但是后两个编译器显然没VC―聪明‖，让一个char占了4字节，浪费内存哦。
基础知识：
堆栈是一种简单的数据结构，是一种只允许在其一端进行插入或删除的线性表。允许插入或删除操作的一端称为栈顶，另一端称为栈底，对堆栈的插入和删除操作被称为入栈和出栈。有一组CPU指令可以实现对进程的内存实现堆栈访问。其中，POP指令实现出栈操作，PUSH指令实现入栈操作。CPU的ESP寄存器存放当前线程的栈顶指针，EBP寄存器中保存当前线程的栈底指针。CPU的EIP寄存器存放下一个CPU 指令存放的内存地址，当CPU执行完当前的指令后，从EIP寄存器中读取下一条指令的内存地址，然后继续执行。
前言
您是否是动态分配的C/C++ 对象忠实且幸运的用户？您是否在模块间的往返通信中频繁地使用了―自动化‖？您的程序是否因堆分配而运行起来很慢？不仅仅您遇到这样的问题。几乎所有项目迟早都会遇到堆问题。大家都想说，―我的代码真正好，只是堆太慢‖。那只是部分正确。更深入理解堆及其用法、以及会发生什么问题，是很有用的。
什么是堆？
（如果您已经知道什么是堆，可以跳到―什么是常见的堆性能问题？‖部分）
在程序中，使用堆来动态分配和释放对象。在下列情况下，调用堆操作：
事先不知道程序所需对象的数量和大小。
对象太大而不适合堆栈分配程序。
堆使用了在运行时分配给代码和堆栈的内存之外的部分内存。下图给出了堆分配程序的不同层。
nload="javascript:if(this.width>screen.width-333)this.width=screen.width-333" border=0 dypop="按此在新窗口浏览图片">
GlobalAlloc/GlobalFree ：Microsoft Win32 堆调用，这些调用直接与每个进程的默认堆进行对话。
LocalAlloc/LocalFree ：Win32 堆调用（为了与Microsoft Windows NT 兼容），这些调用直接与每个进程的默认堆进行对话。
COM 的IMalloc 分配程序（或 CoT askMemAlloc / CoTaskMemFree）：函数使用每个进程的默认堆。自动化程序使用―组件对象模型(COM)‖的分配程序，而申请的程序使用每个进程堆。
C/C++ 运行时(CRT) 分配程序：提供了malloc() 和free() 以及new 和delete 操作符。如Microsoft Visual Basic 和Java 等语言也提供了新的操作符并使用垃圾收集来代替堆。CRT 创建自己的私有堆，驻留在Win32 堆的顶部。
Windows NT 中，Win32 堆是 Windows NT 运行时分配程序周围的薄层。所有API 转发它们的请求给NTDLL。
Windows NT 运行时分配程序提供 Windows NT 内的核心堆分配程序。它由具有128 个大小从8 到1,024 字节的空闲列表的前端分配程序组成。后端分配程序使用虚拟内存来保留和提交页。
在图表的底部是―虚拟内存分配程序‖，操作系统使用它来保留和提交页。所有分配程序使用虚拟内存进行数据的存取。
分配和释放块不就那么简单吗？为何花费这么长时间？
堆实现的注意事项
传统上，操作系统和运行时库是与堆的实现共存的。在一个进程的开始，操作系统创建一个默认堆，叫做―进程堆‖。如果没有其他堆可使用，则块的分配使用―进程堆‖。语言运行时也能在进程内创建单独的堆。（例如，C 运行时创建它自己的堆。）除这些专用的堆外，应用程序或许多已载入的动态链接库(DLL) 之一可以创建和使用单独的堆。Win32 提供一整套API 来创建和使用私有堆。有关堆函数（英文）的详尽指导，请参见MSDN。
当应用程序或DLL 创建私有堆时，这些堆存在于进程空间，并且在进程内是可访问的。从给定堆分配的数据将在同一个堆上释放。（不能从一个堆分配而在另一个堆释放。）
在所有虚拟内存系统中，堆驻留在操作系统的―虚拟内存管理器‖的顶部。语言运行时堆也驻留在虚拟内存顶部。某些情况下，这些堆是操作系统堆中的层，而语言运行时堆则通过大块的分配来执行自己的内存管理。不使用操作系统堆，而使用虚拟内存函数更利于堆的分配和块的使用。
典型的堆实现由前、后端分配程序组成。前端分配程序维持固定大小块的空闲列表。对于一次分配调用，
堆尝试从前端列表找到一个自由块。如果失败，堆被迫从后端（保留和提交虚拟内存）分配一个大块来满足请求。通用的实现有每块分配的开销，这将耗费执行周期，也减少了可使用的存储空间。
Knowledge Base 文章Q10758，―用calloc() 和malloc() 管理内存‖ （搜索文章编号）, 包含了有关这些主题的更多背景知识。另外，有关堆实现和设计的详细讨论也可在下列著作中找到：―Dynamic Storage Allocation: A Survey and Critical Review‖，作者 Paul R. Wilson、Mark S. Johnstone、Michael Neely 和David Boles；―International Workshop on Memory Management‖, 作者Kinross, Scotland, UK, 1995 年9 月(https://www.360docs.net/doc/2417394299.html,/users/oops/papers.html)（英文）。
Windows NT 的实现（Windows NT 版本4.0 和更新版本）使用了127 个大小从8 到1,024 字节的8 字节对齐块空闲列表和一个―大块‖列表。―大块‖列表（空闲列表[0]）保存大于1,024 字节的块。空闲列表容纳了用双向链表链接在一起的对象。默认情况下，―进程堆‖执行收集操作。（收集是将相邻空闲块合并成一个大块的操作。）收集耗费了额外的周期，但减少了堆块的内部碎片。
单一全局锁保护堆，防止多线程式的使用。（请参见―Server Performance and Scalability Killers‖中的第一个注意事项, George Reilly 所著，在―MSDN Online Web Workshop‖上（站点：https://www.360docs.net/doc/2417394299.html,/workshop/server/iis/tencom.asp（英文）。）单一全局锁本质上是用来保护堆数据结构，防止跨多线程的随机存取。若堆操作太频繁，单一全局锁会对性能有不利的影响。
什么是常见的堆性能问题？
以下是您使用堆时会遇到的最常见问题：
分配操作造成的速度减慢。光分配就耗费很长时间。最可能导致运行速度减慢原因是空闲列表没有块，所以运行时分配程序代码会耗费周期寻找较大的空闲块，或从后端分配程序分配新块。
释放操作造成的速度减慢。释放操作耗费较多周期，主要是启用了收集操作。收集期间，每个释放操作―查找‖它的相邻块，取出它们并构造成较大块，然后再把此较大块插入空闲列表。在查找期间，内存可能会随机碰到，从而导致高速缓存不能命中，性能降低。
堆竞争造成的速度减慢。当两个或多个线程同时访问数据，而且一个线程继续进行之前必须等待另一个线程完成时就发生竞争。竞争总是导致麻烦；这也是目前多处理器系统遇到的最大问题。当大量使用内存块的应用程序或DLL 以多线程方式运行（或运行于多处理器系统上）时将导致速度减慢。单一锁定的使用—常用的解决方案—意味着使用堆的所有操作是序列化的。当等待锁定时序列化会引起线程切换上下文。可以想象交叉路口闪烁的红灯处走走停停导致的速度减慢。
竞争通常会导致线程和进程的上下文切换。上下文切换的开销是很大的，但开销更大的是数据从处理器高速缓存中丢失，以及后来线程复活时的数据重建。
堆破坏造成的速度减慢。造成堆破坏的原因是应用程序对堆块的不正确使用。通常情形包括释放已释放的堆块或使用已释放的堆块，以及块的越界重写等明显问题。（破坏不在本文讨论范围之内。有关内存重写和泄漏等其他细节，请参见Microsoft Visual C++(R) 调试文档。）
频繁的分配和重分配造成的速度减慢。这是使用脚本语言时非常普遍的现象。如字符串被反复分配，随重分配增长和释放。不要这样做，如果可能，尽量分配大字符串和使用缓冲区。另一种方法就是尽量少用连接操作。
竞争是在分配和释放操作中导致速度减慢的问题。理想情况下，希望使用没有竞争和快速分配/释放的堆。可惜，现在还没有这样的通用堆，也许将来会有。
在所有的服务器系统中（如IIS、MSProxy、DatabaseStacks、网络服务器、Exchange 和其他）, 堆锁定实在是个大瓶颈。处理器数越多，竞争就越会恶化。
尽量减少堆的使用
现在您明白使用堆时存在的问题了，难道您不想拥有能解决这些问题的超级魔棒吗？我可希望有。但没有魔法能使堆运行加快—因此不要期望在产品出货之前的最后一星期能够大为改观。如果提前规划堆策略，情况将会大大好转。调整使用堆的方法，减少对堆的操作是提高性能的良方。
如何减少使用堆操作？通过利用数据结构内的位置可减少堆操作的次数。请考虑下列实例：
struct ObjectA {
// objectA 的数据
}
struct ObjectB {
// objectB 的数据
}
// 同时使用objectA 和 objectB
//
// 使用指针
//
struct ObjectB {
struct ObjectA * pObjA;
// objectB 的数据
}
//
// 使用嵌入
//
struct ObjectB {
struct ObjectA pObjA;
// objectB 的数据
}
//
// 集合–在另一对象内使用objectA 和 objectB
//
struct ObjectX {
struct ObjectA objA;
struct ObjectB objB;
}
避免使用指针关联两个数据结构。如果使用指针关联两个数据结构，前面实例中的对象 A 和 B 将被分别分配和释放。这会增加额外开销—我们要避免这种做法。
把带指针的子对象嵌入父对象。当对象中有指针时，则意味着对象中有动态元素（百分之八十）和没有引用的新位置。嵌入增加了位置从而减少了进一步分配/释放的需求。这将提高应用程序的性能。
合并小对象形成大对象（聚合）。聚合减少分配和释放的块的数量。如果有几个开发者，各自开发设计的不同部分，则最终会有许多小对象需要合并。集成的挑战就是要找到正确的聚合边界。
内联缓冲区能够满足百分之八十的需要（aka 80-20 规则）。个别情况下，需要内存缓冲区来保存字符串/二进制数据，但事先不知道总字节数。估计并内联一个大小能满足百分之八十需要的缓冲区。对剩余的百分之二十，可以分配一个新的缓冲区和指向这个缓冲区的指针。这样，就减少分配和释放调用并增加数据的位置空间，从根本上提高代码的性能。
在块中分配对象（块化）。块化是以组的方式一次分配多个对象的方法。如果对列表的项连续跟踪，例如对一个{名称，值} 对的列表，有两种选择：选择一是为每一个―名称-值‖对分配一个节点；选择二是分配一个能容纳（如五个）―名称-值‖对的结构。例如，一般情况下，如果存储四对，就可减少节点的数量，如果需要额外的空间数量，则使用附加的链表指针。
块化是友好的处理器高速缓存，特别是对于L1-高速缓存，因为它提供了增加的位置—不用说对于块分配，很多数据块会在同一个虚拟页中。
正确使用_amblksiz。C 运行时(CRT) 有它的自定义前端分配程序，该分配程序从后端（Win32 堆）分配大小为_amblksiz 的块。将_amblksiz 设置为较高的值能潜在地减少对后端的调用次数。这只对广泛使用CRT 的程序适用。
使用上述技术将获得的好处会因对象类型、大小及工作量而有所不同。但总能在性能和可升缩性方面有所收获。另一方面，代码会有点特殊，但如果经过深思熟虑，代码还是很容易管理的。
其他提高性能的技术
下面是一些提高速度的技术：
使用Windows NT5 堆
由于几个同事的努力和辛勤工作，1998 年初Microsoft Windows(R) 2000 中有了几个重大改进：
改进了堆代码内的锁定。堆代码对每堆一个锁。全局锁保护堆数据结构，防止多线程式的使用。但不幸的是，在高通信量的情况下，堆仍受困于全局锁，导致高竞争和低性能。Windows 2000 中，锁内代码的临界区将竞争的可能性减到最小,从而提高了可伸缩性。
使用―Lookaside‖列表。堆数据结构对块的所有空闲项使用了大小在8 到1,024 字节（以 8-字节递增）的快速高速缓存。快速高速缓存最初保护在全局锁内。现在，使用lookaside 列表来访问这些快速高速缓存空闲列表。这些列表不要求锁定，而是使用64 位的互锁操作，因此提高了性能。
内部数据结构算法也得到改进。
这些改进避免了对分配高速缓存的需求，但不排除其他的优化。使用Windows NT5 堆评估您的代码；它对小于1,024 字节(1 KB) 的块（来自前端分配程序的块）是最佳的。GlobalAlloc() 和LocalAlloc() 建立在同一堆上，是存取每个进程堆的通用机制。如果希望获得高的局部性能，则使用Heap(R) API 来存取每个进程堆，或为分配操作创建自己的堆。如果需要对大块操作，也可以直接使用VirtualAlloc() / VirtualFree() 操作。
上述改进已在Windows 2000 beta 2 和 Windows NT 4.0 SP4 中使用。改进后，堆锁的竞争率显著降低。这使所有Win32 堆的直接用户受益。CRT 堆建立于 Win32 堆的顶部，但它使用自己的小块堆，因而不能从Windows NT 改进中受益。（Visual C++ 版本 6.0 也有改进的堆分配程序。）
使用分配高速缓存
分配高速缓存允许高速缓存分配的块，以便将来重用。这能够减少对进程堆（或全局堆）的分配/释放调用的次数，也允许最大限度的重用曾经分配的块。另外，分配高速缓存允许收集统计信息,以便较好地理解对象在较高层次上的使用。
典型地，自定义堆分配程序在进程堆的顶部实现。自定义堆分配程序与系统堆的行为很相似。主要的差别是它在进程堆的顶部为分配的对象提供高速缓存。高速缓存设计成一套固定大小（如32 字节、64 字节、128 字节等）。这一个很好的策略，但这种自定义堆分配程序丢失与分配和释放的对象相关的―语义信息‖。
与自定义堆分配程序相反，―分配高速缓存‖作为每类分配高速缓存来实现。除能够提供自定义堆分配程序的所有好处之外，它们还能够保留大量语义信息。每个分配高速缓存处理程序与一个目标二进制对象关联。它能够使用一套参数进行初始化，这些参数表示并发级别、对象大小和保持在空闲列表中的元素的数量等。分配高速缓存处理程序对象维持自己的私有空闲实体池（不超过指定的阀值）并使用私有保护锁。合在一起，分配高速缓存和私有锁减少了与主系统堆的通信量，因而提供了增加的并发、最大限度的重用和较高的可伸缩性。
需要使用清理程序来定期检查所有分配高速缓存处理程序的活动情况并回收未用的资源。如果发现没有活动，将释放分配对象的池，从而提高性能。
可以审核每个分配/释放活动。第一级信息包括对象、分配和释放调用的总数。通过查看它们的统计信息可以得出各个对象之间的语义关系。利用以上介绍的许多技术之一，这种关系可以用来减少内存分配。
分配高速缓存也起到了调试助手的作用，帮助您跟踪没有完全清除的对象数量。通过查看动态堆栈返回踪迹和除没有清除的对象之外的签名，甚至能够找到确切的失败的调用者。
MP 堆
MP 堆是对多处理器友好的分布式分配的程序包，在 Win32 SDK（Windows NT 4.0 和更新版本）中可以得到。最初由JVert 实现，此处堆抽象建立在Win32 堆程序包的顶部。MP 堆创建多个 Win32 堆，并试图将分配调用分布到不同堆，以减少在所有单一锁上的竞争。
本程序包是好的步骤—一种改进的MP-友好的自定义堆分配程序。但是，它不提供语义信息和缺乏统计功能。通常将MP 堆作为SDK 库来使用。如果使用这个SDK 创建可重用组件，您将大大受益。但是，如果在每个DLL 中建立这个SDK 库，将增加工作设置。
重新思考算法和数据结构
要在多处理器机器上伸缩，则算法、实现、数据结构和硬件必须动态伸缩。请看最经常分配和释放的数据结构。试问，―我能用不同的数据结构完成此工作吗？‖例如，如果在应用程序初始化时加载了只读项的列表，这个列表不必是线性链接的列表。如果是动态分配的数组就非常好。动态分配的数组将减少内存中的堆块和碎片，从而增强性能。
减少需要的小对象的数量减少堆分配程序的负载。例如，我们在服务器的关键处理路径上使用五个不同的对象，每个对象单独分配和释放。一起高速缓存这些对象，把堆调用从五个减少到一个，显著减少了堆的负载，特别当每秒钟处理1,000 个以上的请求时。
如果大量使用―Automation‖结构，请考虑从主线代码中删除―Automation BSTR‖，或至少避免重复的BSTR 操作。（BSTR 连接导致过多的重分配和分配/释放操作。）
摘要
对所有平台往往都存在堆实现，因此有巨大的开销。每个单独代码都有特定的要求，但设计能采用本文讨论的基本理论来减少堆之间的相互作用。
评价您的代码中堆的使用。
改进您的代码，以使用较少的堆调用：分析关键路径和固定数据结构。
在实现自定义的包装程序之前使用量化堆调用成本的方法。
如果对性能不满意，请要求OS 组改进堆。更多这类请求意味着对改进堆的更多关注。
要求 C 运行时组针对OS 所提供的堆制作小巧的分配包装程序。随着OS 堆的改进，C 运行时堆调用的成本将减小。
java数据在内存中存储详解
博客分类： JAVA 1. 有这样一种说法，如今争锋于IT战场的两大势力，MS一族偏重于底层实现，Java 一族偏重于系统架构。说法根据无从考证，但从两大势力各自的社区力量和图书市场已有佳作不难看出，此说法不虚，但掌握Java的底层实现对Java程序员来说是至关重要的，本文介绍了Java中的数据在内存中的存储。 2内存中的堆(stack)与栈(heap) Java程序运行时有6个地方可以存储数据，它们分别是寄存器、栈、堆、静态存储、常量存储和非RAM存储，主要是堆与栈的存储。 【随机存储器：Random Access Memory】 栈与堆都是Java用来在RAM中存放数据的地方。与C++不同，Java自动管理栈和堆，程序员不能直接地设置栈或堆。栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于直接位于CPU中的寄存器。另外，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。 【寄存器位于CPU中】 3Java中数据在内存中的存储 3.1基本数据类型的存储 Java的基本数据类型共有8种，即int,short,long,byte,float,double, boolean,char(注意，并没有string的基本类型)。这种类型的定义是通过诸如int a=3；long b=255L；的形式来定义的，称为自动变量。值得注意的是：自动变量存的是字面值，不是类的实例，即不是类的引用，这里并没有类的存在。如int a=3；这里的a是一个指向int类型的引用，指向3这个字面值。这些字面值的数据，由于大小可知，生存期可知(这些字面值固定定义在某个程序块里面，程序块退出后，字段值就消失了)，出于追求速度的原因，就存在于栈中。
java技术面试必问：JVM 内存模型讲解
java技术面试必问：JVM 内存模型讲解 今天我们就来聊一聊Java内存模型，面试中面试官会通过考察你对jvm的理解更深入得了解你的水平。在了解jvm内存模型前我们先回顾下，java程序的执行过程： java文件在通过java编译器生产.class 字节码文件，然后由jvm中的类加载器加载各个类中的字节码文件，加载完成后由jvm执行引擎执行，在整个加载过程中，jvm用一段空间来存储程序执行期间需要的数据和相关信息，这个空间就叫做jvm内存。 一、JVM 的重要性 首先你应该知道，运行一个 Java 应用程序，我们必须要先安装 JDK 或者 JRE 。这是因为 Java 应用在编译后会变成字节码，然后通过字节码运行在 JVM 中，而 JVM 是JRE 的核心组成部分。 二、优点 JVM 不仅承担了 Java 字节码的分析（JIT compiler）和执行（Runtime），同时也内置了自动内存分配管理机制。这个机制可以大大降低手动分配回收机制可能带来的内存泄露和内存溢出风险，使 Java 开发人员不需要关注每个对象的内存分配以及回收，从而更专注于业务本身。 三、缺点 这个机制在提升 Java 开发效率的同时，也容易使 Java 开发人员过度依赖于自动化，弱化对内存的管理能力，这样系统就很容易发生 JVM 的堆内存异常、垃圾回收（GC）的不合适以及 GC 次数过于频繁等问题，这些都将直接影响到应用服务的性能。 四、内存模型 JVM 内存模型共分为5个区：堆（Heap）、方法区（Method Area）、程序计数器（Program Counter Register）、虚拟机栈（VM Stack）、本地方法栈（Native Method Stack）。 其中，堆（Heap）、方法区（Method Area）为线程共享，程序计数器（Program Counter Register）、虚拟机栈（VM Stack）、本地方法栈（Native Method Stack）为线程隔离。 五、堆（Heap） 堆是 JVM 内存中最大的一块内存空间，该内存被所有线程共享，几乎所有对象和数组都被分配到了堆内存中。 堆被划分为新生代和老年代，新生代又被进一步划分为 Eden 区和 Survivor 区，最后 Survivor 由 From Survivor 和 To Survivor 组成。
JVM原理以及JVM内存管理机制
一、 JVM简介 JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM工作原理和特点主要是指操作系统装入JVM是通过jdk中Java.exe来完成, 首先来说一下JVM工作原理中的jdk这个东西, .JVM 在整个jdk中处于最底层,负责于操作系统的交互,用来屏蔽操作系统环境,提供一个完整的Java运行环境,因此也就虚拟计算机. 操作系统装入JVM是通过jdk中Java.exe来完成。 通过下面4步来完成JVM环境. 1.创建JVM装载环境和配置 2.装载JVM.dll 3.初始化JVM.dll并挂界到JNIENV(JNI调用接口)实例 4.调用JNIEnv实例装载并处理class类。 对于JVM自身的物理结构，我们可以从下图了解：
JVM的一个重要的特征就是它的自动内存管理机制，在执行一段Java代码的时候，会把它所管理的内存划分 成几个不同的数据区域，其中包括： 1. 程序计数器，众所周知，JVM的多线程是通过线程轮流切换并 分配CPU执行时间的方式来实现的，那么每一个线程在切换 后都必须记住它所执行的字节码的行号，以便线程在得到CPU 时间时进行恢复，这个计数器用于记录正在执行的字节码指令的地址，这里要强调的是“字节码”，如果执行的是Native方法，那么这个计数器应该为null； 2.
3. Java计算栈，可以说整个Java程序的执行就是一个出栈入栈 的过程，JVM会为每一个线程创建一个计算栈，用于记录线程中方法的调用和变量的创建，由于在计算栈里分配的内存出栈后立即被抛弃，因此在计算栈里不存在垃圾回收，如果线程请求的栈深度大于JVM允许的深度，会抛出StackOverflowError 异常，在内存耗尽时会抛出OutOfMemoryError异常； 4. Native方法栈，JVM在调用操作系统本地方法的时候会使用到 这个栈； 5. Java堆，由于每个线程分配到的计算栈容量有限，对于可能会 占据大量内存的对象，则会被分配到Java堆中，在栈中包含了指向该对象内存的地址；对于一个Java程序来说，只有一个Java堆，也就是说，所有线程共享一个堆中的对象；由于Java堆不受线程的控制，如果在一个方法结束之后立即回收这个方法使用到的对象，并不能保证其他线程是否正在使用该对象；因此堆中对象的回收由JVM的垃圾收集器统一管理，和某一个线程无关；在HotSpot虚拟机中Java堆被划分为三代：o新生代，正常情况下新创建的对象会被分配到新生代，但如果对象占据的内存足够大以致超过了新生代的容量限 制，也可能被分配到老年代；新生代对象的一个特点是最 新、且生命周期不长，被回收的可能性高；
2018年5大可视化BI工具选型对比分析
2018年5大可视化BI工具选型对比分析
2018年5大可视化BI工具选型对比分析 如今，有大量功能强大的可视化工具和BI工具能快速的实现数据可视化，帮助业务分析推动决策。 在本文中，5类BI可视化工具（QlikView、Tableau、Power BI、帆软FineBI 和Google Data Studio）的特性、优点和缺点。主要比较它们的关键参数，包括可用性、设置、价格、支持、维护、自助服务功能、不同数据类型的支持等。 一、QlikView QlikView是一种将用户作为数据接收者的解决方案。它允许用户在工作流程中探索和发现数据，这与开发人员在处理数据时的工作方式类似。为了保持数据探索和可视化方法的灵活性，该软件致力于维护数据之间的关联。这可以帮助最终用户发现您的数据，即使这些搜索项目的来源是令人难以置信的，这些数据也会提醒您检索相关项目。 QlikView比较灵活，展示样式多样。它允许设置和调整每个对象的每个小方面，并自定义可视化和仪表板的外观。QlikView数据文件(QVD文件)概念的引入，一定程度上取代了ETL工具的功能，拥有可集成的ETL（提取，转换，加载）引擎，能够执行普通的数据清理操作，但是这可能会很昂贵。 1.产品差异化 Qlikview的设计是在avant-garde预构建的仪表板应用程序和联想仪表板的基础上开发的，这些应用程序既创新又直观易用。由于具有先进的搜索功能，它还提供了避免使用数据仓库和使用关联仪表板在内存中提取数据的功能。 2.特征 Qlikview的独特性和灵活性的完美结合使其在其他BI供应商中占有一席之地，并为各行各业处理了大量不同规模的业务提供各种有用的应用程序。 其中一个特点是QlikView能够自动关联数据：识别集合中各种数据项之间的关系，无需手动建模。 另一个特性，Qlikview处理数据输入，是将其保存在多个用户的内存中，即保存在服务器的RAM中。这样可以加快查询速度，从而加快数据探索速度，并改
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JA V A内存分析指引 2010-07 1 环境说明 根据一般项目部署情况，生产环境以WebSphere5和WebSphere6为主，本文中所涉及环境变量也主要采用WebSphere的相关环境变量。 WebSphere5安装目录（默认）： Windows：C:\Program Files\WebSphere\AppServer AIX：/usr/WebSphere/ AppServer WebSphere5日志路径 Windows:C:\Program Files\WebSphere\AppServer\logs\server1 AIX: /usr/WebSphere/ AppServer/logs/server1 WebSphere6安装目录(默认)： Windows：C:\Program Files\IBM\WebSphere\AppServer AIX：/usr/IBM/WebSphere/AppServer WebSphere6日志路径： Windows:C:\Program Files\IBM\WebSphere\AppServer\profiles\AppSrv01\logs\server1 AIX: /usr/IBM/WebSphere/AppServer/profiles/AppSrv01/logs/server1 2 内存溢出原理 内存溢出是指应用系统中存在无法回收的内存或使用的内存过多，最终使得程序运行要用到的内存大于虚拟机能提供的最大内存。 为了解决Java中内存溢出问题，我们首先必须了解Java是如何管理内存的。Java的内存管理就是对象的分配和释放问题。在Java中，内存的分配是由程序完成的，而内存的释放是由垃圾收集器(Garbage Collection，GC)完成的。 Java的内存垃圾回收机制是从程序的主要运行对象开始检查引用链，当遍历一遍后发现没有被引用的孤立对象就作为垃圾回收。GC为了能够正确释放对象，必须监控每一个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、被引用、赋值等，GC都需要进行监控。监视对象状态是为了更加准确地、及时地释放对象，而释放对象的根本原则就是该对象不再被引用。
java虚拟内存
目录 java虚拟机内存管理机制（一）：JVM内存管理总结【分享】收藏 (1) java虚拟机内存管理机制（二）：了解JVM的内存管理与垃圾回收收藏 (5) java虚拟机内存管理机制（三）：我主管写的一些jvm内存管理知识收藏 (8) java虚拟机内存管理机制（一）：JVM内存管理总结【分享】收藏 近期看了看Java内存泄露的一些案例，跟原来的几个哥们讨论了一下，深入研究发现JVM 里面还是有不少以前不知道的细节，这里稍微剖析一下。先看一看JVM的内部结构—— 如图所示，JVM主要包括两个子系统和两个组件。两个子系统分别是Class loader子系统和Execution engine(执行引擎) 子系统；两个组件分别是Runtime data area (运行时数据区域)组件和Native interface(本地接口)组件。 Class loader子系统的作用：根据给定的全限定名类名(如https://www.360docs.net/doc/2417394299.html,ng.Object)来装载class文件的内容到Runtime data area中的method area(方法区域)。Java程序员可以extends https://www.360docs.net/doc/2417394299.html,ng.ClassLoader类来写自己的Class loader。
Execution engine子系统的作用：执行classes中的指令。任何JVM specification实现(JDK)的核心都是Execution engine，不同的JDK例如Sun 的JDK 和IBM的JDK好坏主要就取决于他们各自实现的Execution engine的好坏。 Native interface组件：与native libraries交互，是其它编程语言交互的接口。当调用native方法的时候，就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界，所以也很容易出现JVM无法控制的native heap OutOfMemory。 Runtime Data Area组件：这就是我们常说的JVM的内存了。它主要分为五个部分—— 1、Heap (堆)：一个Java虚拟实例中只存在一个堆空间 2、Method Area(方法区域)：被装载的class的信息存储在Method area的内存中。当虚拟机装载某个类型时，它使用类装载器定位相应的class文件，然后读入这个class文件内容并把它传输到虚拟机中。 3、Java Stack(java的栈)：虚拟机只会直接对Java stack执行两种操作：以帧为单位的压栈或出栈 4、Program Counter(程序计数器)：每一个线程都有它自己的PC寄存器，也是该线程启动时创建的。PC寄存器的内容总是指向下一条将被执行指令的饿地址，这里的地址可以是一个本地指针，也可以是在方法区中相对应于该方法起始指令的偏移量。 5、Native method stack(本地方法栈)：保存native方法进入区域的地址 以上五部分只有Heap 和Method Area是被所有线程的共享使用的；而Java stack, Program counter 和Native method stack是以线程为粒度的，每个线程独自拥有自己的部分。 了解JVM的系统结构，再来看看JVM内存回收问题了—— Sun的JVM Generational Collecting(垃圾回收)原理是这样的：把对象分为年青代(Young)、年老代(Tenured)、持久代(Perm)，对不同生命周期的对象使用不同的算法。(基于对对象生命周期分析)
Java内存区域划分、内存分配原理
本文由我司收集整编，推荐下载，如有疑问，请与我司联系 Java 内存区域划分、内存分配原理 2014/11/16 2448 运行时数据区域 Java 虚拟机在执行Java 的过程中会把管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域有各自的用途，以及创建和销毁的时间，有的区域随着虚拟机进程 的启动而存在，而有的区域则依赖线程的启动和结束而创建和销毁。 Java 虚拟机包括下面几个运行时数据区域： 程序计数器 程序计数器是一块较小的区域，它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的模型里，字节码指示器就是通过改变程序计数器的值 来指定下一条需要执行的指令。分支，循环等基础功能就是依赖程序计数器来完成的。 由于java 虚拟机的多线程是通过轮流切换并分配处理器执行时间来完成，一个处理器同一时间只会执行一条线程中的指令。为了线程恢复后能够恢复正确的 执行位置，每条线程都需要一个独立的程序计数器，以确保线程之间互不影响。因 此程序计数器是“线程私有”的内存。 如果虚拟机正在执行的是一个Java 方法，则计数器指定的是字节码指令对应的地址，如果正在执行的是一个本地方法，则计数器指定问空undefined。程序计数器区域是Java 虚拟机中唯一没有定义OutOfMemory 异常的区域。 Java 虚拟机栈 和程序计数器一样也是线程私有的，生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java 方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧用于存储局部变量表，操作栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法被调用的过程就对应 一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
JVM调优与JAVA内存管理总结
JVM调优总结 基本回收算法 1.引用计数（Reference Counting） 比较古老的回收算法。原理是此对象有一个引用，即增加一个计数，删除一个引用则减少一个计数。垃圾回收时，只用收集计数为0的对象。此算法最致命的是无法处理循环引用的问题。 2.标记-清除（Mark-Sweep） 此算法执行分两阶段。第一阶段从引用根节点开始标记所有被引用的对象，第二阶段遍历整个堆，把未标记的对象清除。此算法需要暂停整个应用，同时，会产生内存碎片。 3.复制（Copying） 此算法把内存空间划为两个相等的区域，每次只使用其中一个区域。垃圾回收时，遍历当前使用区域，把正在使用中的对象复制到另外一个区域中。此算法每次只处理正在使用中的对象，因此复制成本比较小，同时复制过去以后还能进行相应的内存整理，不会出现“碎片”问题。当然，此算法的缺点也是很明显的，就是需要两倍内存空间。 4.标记-整理（Mark-Compact） 此算法结合了“标记-清除”和“复制”两个算法的优点。也是分两阶段，第一阶段从根节点开始标记所有被引用对象，第二阶段遍历整个堆，把清除未标记对象并且把存活对象“压缩”到堆的其中一块，按顺序排放。此算法避免了“标记-清除”的碎片问题，同时也避免了“复制”算法的空间问题。 5.增量收集（Incremental Collecting） 实施垃圾回收算法，即：在应用进行的同时进行垃圾回收。不知道什么原因JDK5.0中的收集器没有使用这种算法的。 6.分代（Generational Collecting） 基于对对象生命周期分析后得出的垃圾回收算法。把对象分为年轻代、年老代、持久代，对不同生命周期的对象使用不同的算法（上述方式中的一个）进行回收。现在的垃圾回收器（从J2SE1.2开始）都是使用此算法的。 分代垃圾回收详述 如上图所示，为Java堆中的各代分布 Young（年轻代） 年轻代分三个区。一个Eden区，两个Survivor区。大部分对象在Eden区中生成。当Eden区满时，还存活的对象将被复制到Survivor区（两个中的一个），当这个Survivor区满时，此区的存活对象将被复制到另外一个Survivor区，当这个Survivor区也满了的时候，从第一个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象，将被复制“年老区(Tenured)”。需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先后关系，所以
在C 中实现JAVA的存储管理机制
在C 中实现JAVA的存储管理机制 众所周知，JAVA语言最明显的优势在于用它设计的程序可以广泛地运行于互联网上所有安装了VM解释器的计算机上。然而，如今JAVA之所以在市场上如此流行，还得益于它的另一卖点：它提供了安全可靠和使用方便的存储管理机制。这是部分编程人员将它与其前身 C 语言对比后所得出的结论。本文将针对两种语言的内存（以对象为单位）使用机制，通过从灵活性、易用性和效率三个方面的比较，来证明这样一个事实：在C 中可以实现与JAVA一样的存储管理机制。 注：① C 的“指针使用”一列中并未列出形如*Instance的使用，因为这样做的实质不是指针使用； ②“指针复制”是指使得两个对象今后使用相同的一块内存区域，任何对此区域的修改同时会反映到这两个对象上； ③“内容复制”则指拷贝两个对象各自的存储区域，拷贝后内容相同，但各自保留自己的存储区，以后对任一者的修改不会影响另一者。 从上表可以看出，除了对象销毁机制以外，JAVA的对象其实是从C 中的对象和指针共同继承而来的。 但是，很多极力提倡JAVA语言的人似乎没有意识到这种关系。他们批评C 指针的概念太难被初学者接受。的确，对初学者来说，接受计算机存储器和指针的概念并不是轻而易举的事。事实上，很多程序员都经历过这样一个迷惘的阶段。但这并不意味着存在一种对存储器的解释可以完全避免“指针”这一概念——在JAVA语言中也是如此。现在有很多讲解JAVA语言的.教材，但真正能够从头到尾不出现“指针”或者类似概念（不包括抨击 C 语言时的使用）的，又有几本呢？ 特别地，JAVA初学者由于理解的障碍，经常提出像这样的问题：“为什么像int、
常见BI工具对比分析
常见BI工具对比分析 现代社会，随着数据时代的发展，大量的BI工具涌现，主要原因是企业越来越重视对于数据的有效利用，需要通过BI工具，辅助分析业务数据，从而实现业务推动决策。 本文，主要对比了QlikView与DataFocus。这也是近两年在市场比较火热的，也相对比较成熟的BI工具，通过对比一些主要功能，为企业或者个人选型提供一个参考。 QlikView QlikView采用拖拽的狡猾方式，比较灵活，展示的样式也比较多样，可以自定义可视化大屏等，其可以对数据进行清洗操作，QlikView的一个特性，就是将数据输入保存在多个用户的内存中，这样可以加快查询速度，但是这个速度很大程度上依赖于内存大小，所以对硬件的要求很高，一般的企业配置，数据处理起来速度会比较慢，而且对于一些复杂的业务需要，需要高水平的开发人员参与，通过写脚本的方式实现。QlikView被誉为最昂贵的BI工具之一，定价高，性价比一般。 DataFocus DataFocus是国内首个采用中文自然语言搜索的BI工具，其使用的交互方式不是传统的拖拽式，而是搜索式，类似于谷歌搜索的方式，这个功能非常智能，可以降低数据分析的难度，而且不需要任何代码，只需要搜索，就能进行简单的或者复杂的分析，图表样式也比较丰富，有30多种，而且图表制作也很简单，支持个性化设置大屏以及单个图表。DataFocus可以根据数据自动适配图表。 DataFocus性价比更高，功能齐全，图表丰富，但是价格却不高。而且其新颖的搜索式分析，吸引了很多关注。
最后我想说，所有的BI平台都有自己的优点和缺点，适合业务的才是最好的，希望这上述的功能对比对大家有帮助！
4.实例变量和类变量内存分配
实例变量和类变量内存分配 Java向程序员许下一个承诺：无需关心内存回收，java提供了优秀的垃圾回收机制来回收已经分配的内存。大部分开发者肆无忌惮的挥霍着java程序的内存分配，从而造成java程序的运行效率低下！ java内存管理分为两方面： 1，内存的分配：指创建java对象时，jvm为该对象在堆内存中所分配的内存空间。 2，内存的回收：指当该java对象失去引用，变成垃圾时，jvm的垃圾回收机制自动清理该对象，并回收该对象占用的内存。 jvm的垃圾回收机制由一条后台线程完成。不断分配内存使得系统中内存减少，从而降低程序运行性能。大量分配内存的回收使得垃圾回收负担加重，降低程序运行性能。 一，实例变量和类变量（静态变量） java程序的变量大体可分为成员变量和局部变量。 其中局部变量有3类：形参、方法内的局部变量、代码块内的局部变量。 局部变量被存储在方法的栈内存中，生存周期随方法或代码块的结束而消亡。 在类内定义的变量被称为成员变量。没使用static修饰的称为成员变量，用static修饰的称为静态变量或类变量。 1.1实例变量和类变量的属性 在同一个jvm中，每个类只对应一个Class对象，但每个类可以创建多个java对象。 【其实类也是一个对象，所有类都是Class实例，每个类初始化后，系统都会为该类创建一个对应的Class实例，程序可以通过反射来获取某个类所对应的Class实例（Person.class 或Class.forName(“Person”)）】 因此同一个jvm中的一个类的类变量只需要一块内存空间；但对实例变量而言，该类每创建一次实例，就需要为该实例变量分配一块内存空间。 非静态函数需要通过对象调用，静态函数既可以通过类名调用，也可以通过对象调用，其实用对象调用静态函数，底层还是用类名调用来实现的！ 1.2实例变量的初始化时机 对实例变量而言，它属于java对象本身，每次创建java对象时都需要为实例变量分配内存空间，并执行初始化。
java内存泄露定位与分析
使用IBM 性能分析工具解决生产环境中的性能问题（javacore） 上一篇 / 下一篇 2012-06-01 14:14:01 / 个人分类：javacore 查看( 655 ) / 评论( 0 ) / 评分( 0 / 0 ) https://www.360docs.net/doc/2417394299.html,/developerworks/cn/java/j-lo-javacore/index.html 序言 企业级应用系统软件通常有着对并发数和响应时间的要求，这就要求大量的用户能在高响应时间内完成业务操作。这两个性能指标往往 决定着一个应用系统软件能否成功上线，而这也决定了一个项目最终能否验收成功，能否得到客户认同，能否继续在一个行业发展壮大 下去。由此可见性能对于一个应用系统的重要性，当然这似乎也成了软件行业的不可言说的痛——绝大多数的应用系统在上线之前， 项目组成员都要经历一个脱胎换骨的过程。 生产环境的建立包含众多方面，如存储规划、操作系统参数调整、数据库调优、应用系统调优等等。这几方面互相影响，只有经过不断 的调整优化，才能达到资源的最大利用率，满足客户对系统吞吐量和响应时间的要求。在无数次的实践经验中，很多软件专家能够达成 一致的是：应用系统本身的优化是至关重要的，否则即使有再大的内存，也会被消耗殆尽，尤其是产生OOM（Out Of Memory）的错 误的时候，它会贪婪地吃掉你的内存空间，直到系统宕机。 内存泄露—难啃的骨头 产生OOM 的原因有很多种，大体上可以简单地分为两种情况，一种就是物理内存确实有限，发生这种情况时，我们很容易找到原因，但是它一般不会发生在实际的生产环境中。因为生产环境往往有足以满足应用系统要求的配置，这在项目最初就是根据系统要求进行购 置的。 另外一种引起OOM 的原因就是应用系统本身对资源的的不恰当使用、配置，引起内存使用持续增加，最终导致JVM Heap Memory 被耗尽，如没有正确释放JDBC 的Connection Pool 中的对象，使用Cache 时没有限制Cache 的大小等等。本文并不针对各种情 况做讨论，而是以一个项目案例为背景，探索解决这类问题的方式方法，并总结一些最佳实践，供广大开发工程师借鉴参考。 项目背景介绍 项目背景： 1. 内网用户500 人，需要同时在线进行业务操作（中午休息一小时，晚6 点下班）。 2. 生产环境采用传统的主从式，未做Cluster ，提供HA 高可用性。 3. 服务器为AIX P570，8U，16G，但是只有一半的资源，即4U，8G 供新系统使用。 项目三月初上线，此前笔者与架构师曾去客户现场简单部署过一两次，主要是软件的安装，应用的部署，测一下应用是不是能够跑起来，算作是上线前的准备工作。应用上线（试运行）当天，项目组全体入住客户现场，看着用户登录数不断攀升，大家心里都没有底，高峰 时候到了440，系统开始有点反应变慢，不过还是扛下来了，最后归结为目前的资源有限，等把另一半资源划过来，就肯定没问题了。（须知增加资源，调优的工作大部分都要重新做一遍，系统级、数据库级等等，这也是后面为什么建议如果资源可用，最好一步到位的
基于java的学生信息管理系统设计与实现
基于java的学生信息管理系统设计与实现 基于java的学生信息管理系统设计与实现摘要：利用计算机进行学生信息管理，不仅能够保证准确、无误、快速输出，而且还可以利用计算机对有关信息进行查询，检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好。本设计就是一个为实现信息化管理而开发的信息管理系统，能够进行信息存储、查询、修改等能功。该系统由六个模块构成，包括学生管理系统的主界面模块、学生信息管理模块、课程信息管理模块、成绩信息管理模块、信息查询模块和数据库操作模块。通过这些模块的有机结合，能方便的对学生信息进行综合管理，从而实现了信息化管理的目的。由于本人的能力有限，设计过程中难免有不足之处，设计中的存在问题本人将在日后进一步修改，以便让程序的设计更加完善。 关键词：oracle;异常处理；关系模型 目录
1 引言 1.1背景及意义 学生信息管理系统是一个教育单位不可缺少的部分。一个功能齐全、简单易用的信息管理系统不但能有效地减轻学校相关工作人员的工作负担，它的内容对于学校的决策者和管理者来说都至关重要。所以学生信息管理系统应该能够为用户提供充足的信息和快捷的查询手段。但一直以来人们使用传统人工的方式管理文件档案、统计和查询数据，这种管理方式存在着许多缺点，如：效率低、保密性差、人工的大量浪费；另外时间一长，将产生大量的文件和数据，这对于查找、更新和维护都带来了不少困难。随着科学技术的不断提高，计算机科学日渐成熟其强大的功能已为人们深刻认识，它已进入人类社会的各个领域并发挥着越来越重要的作用。 作为计算机应用的一部分，使用计算机对学校的各类信息进行管理，具有手工管理无法比拟的优点。例如：检索迅速、查询方便、效率高、可靠性好、存储量大、保密性好、寿命长、成本低等。利用计算机进行学生信息管理，不仅能够保证准确、无误、快速输出，而且还可以利用计算机对有关信息进行查询，检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好。要科学地实现信息化管理，开发一个适合学校的，能够进行信息存储、查询、修改等功能的信息管理系统是十分重要的。这些优点能够极大地提高学校信息管理的效率，也是一个单位科学化、正规化管理，与世界接轨的重要条件。 本系统是将现代化的计算机技术和传统的教学、教务工作相结合，按照学院的工作流程设计完成的。通过一个简化的学生信息管理系统，使学生信息管理工作系统化、规范化、自动化，从而达到提高学生信息管理效率的目的。本课题就是针对便于学生信息管理的问题而设计的一个管理系统。 1.2 实验技术选择 本课题设计主要运用的技术有两个：java项目开发和oracle对数据库的操作。这里主要介绍本课题为什么选用这两个开发技术： ⑴首先了解一下Java语言特点
内存分析工具MAT的使用
内存分析工具MAT的使用 一、MAT插件安装 MAT(Memory Analyzer Tool) 是基于heap dumps来进行分析的，它的分析速度比jhat快，分析结果是图形界面显示，比java内置jhat的可读性更高,通过Eclipse市场安装方法/步骤1 打开Eclipse - >help - > Eclipse Marketplace 2
点击install，等待下面的进度条加载完毕后，勾选全部，点击Next 3 同意协议后，点击Finish就开始安装MAT了
直接输入URL安装方法/步骤2 1.打开Eclipse - >help - > Install New Software 2.在work with输入图中下载地址，勾选Memory Analyzer for Eclipse IDE选项 3.若没有勾选Memory Analyzer for Eclipse IDE选项，点击地址栏 旁边的Add，在location里输入以上地址，点击OK即可。
4.安装完成后提示重启Eclipse，重启后打开window - > open perspective，看到Memory Analysis证明安装成功。
二、MAT的使用 案例一 问题 线上某一台机器出现异常.接口调用的rt达到了万级别..基本可以判断这个机器已经挂了.进而分析该机器一直在fgc.然后马上dump内存,进而进行分析(中间一些异常的gc日志没有截图).之前学习的jvm知识都是纯理论的,这次是实打实线上出现的问题.所以记录一下. 步骤 1 、先dump对应的堆,然后从线上发到自己本机 dump的命令是 jmap -dump:format=b,
java内存空间详解
硬盘 heap stack Data code 内存 程序 操作系统代码 程序代码 New ，在堆里面为属性分配空间，初始化（String 默认值为null ） 声明的时候非配空间，初始值为null （局部变量，方法参数） 全局变量 存放程序所需要的代码 类变量，全局字符串，常量存放在数据段
Java内存分配与管理是Java的核心技术之一，之前我们曾介绍过Java的内存管理与内存泄露以及Java垃圾回收方面的知识，今天我们再次深入Java核心，详细介绍一下Java 在内存分配方面的知识。一般Java在内存分配时会涉及到以下区域： ◆寄存器：我们在程序中无法控制 ◆栈：存放基本类型的数据和对象的引用，但对象本身不存放在栈中，而是存放在堆中 ◆堆：存放用new产生的数据 ◆静态域：存放在对象中用static定义的静态成员 ◆常量池：存放常量
◆非RAM存储：硬盘等永久存储空间 Java内存分配中的栈 在函数中定义的一些基本类型的变量数据和对象的引用变量都在函数的栈内存中分配。 当在一段代码块定义一个变量时，Java就在栈中为这个变量分配内存空间，当该变量退出该作用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作他用。 Java内存分配中的堆 堆内存用来存放由new创建的对象和数组。在堆中分配的内存，由Java虚拟机的自动垃圾回收器来管理。 在堆中产生了一个数组或对象后，还可以在栈中定义一个特殊的变量，让栈中这个变量的取值等于数组或对象在堆内存中的首地址，栈中的这个变量就成了数组或对象的引用变量。引用变量就相当于是为数组或对象起的一个名称，以后就可以在程序中使用栈中的引用变量来访问堆中的数组或对象。引用变量就相当于是为数组或者对象起的一个名称。 引用变量是普通的变量，定义时在栈中分配，引用变量在程序运行到其作用域之外后被释放。而数组和对象本身在堆中分配，即使程序运行到使用new 产生数组或者对象的语句所在的代码块之外，数组和对象本身占据的内存不会被释放，数组和对象在没有引用变量指向它的时候，才变为垃圾，不能在被使用，但仍然占据内存空间不放，在随后的一个不确定的时间被垃圾回收器收走（释放掉）。这也是Java 比较占内存的原因。 实际上，栈中的变量指向堆内存中的变量，这就是Java中的指针！ 常量池(constant pool) 常量池指的是在编译期被确定，并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。除了包含代码中所定义的各种基本类型（如int、long等等）和对象型（如String及数组）的常量值(final)还包含一些以文本形式出现的符号引用，比如： ◆类和接口的全限定名； ◆字段的名称和描述符； ◆方法和名称和描述符。 虚拟机必须为每个被装载的类型维护一个常量池。常量池就是该类型所用到常量的一个有序集和，包括直接常量（string,integer和floating point常量）和对其他类型，字段和
Cache命中率分析工具的使用(附源代码)
题目：安装一种Cache命中率分析工具，并现场安装、演示。 一、什么是CPU-Cache CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容 量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。高速缓存的出现主要是为了解 决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾，因为CPU运算速度要比内存读 写速度快很多，这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。 在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可先缓存中调用，从而加快读取速度。CPU包 含多个核心，每个核心又有独自的一级缓存（细分成代码缓存和数据缓存）和二 级缓存，各个核心之间共享三级缓存，并统一通过总线与内存进行交互。 二、关于Cache Line 整个Cache被分成多个Line，每个Line通常是32byte或64byte，Cache Line 是Cache和内存交换数据的最小单位，每个Cache Line包含三个部分 Valid：当前缓存是否有效 Tag：对应的内存地址 Block：缓存数据 三、Cache命中率分析工具选择 1、Linux平台：Valgrind分析工具； 2、Windows平台如下： java的Jprofiler； C++的VisualStudio2010及以后的版本中自带profile工具； Application Verifier； intel vtune等。 四、选用Valgrind分析工具在Linux-Ubuntu14.04环境下实验 1.Valgrind分析工具的常用命令功能： memcheck：检查程序中的内存问题，如泄漏、越界、非法指针等。 callgrind：检测程序代码的运行时间和调用过程，以及分析程序性能。 cachegrind：分析CPU的cache命中率、丢失率，用于进行代码优化。 helgrind：用于检查多线程程序的竞态条件。 massif：堆栈分析器，指示程序中使用了多少堆内存等信息。 2.Valgrind分析工具的安装： 使用Ubuntu统一安装命令：sudo apt-get install valgrind 之后等待安装完成即可。 安装界面如图（由于我已经安装了此工具，而且没有更新的版本，图上结果为无可用升级）。
java程序的内存分配
JAVA 文件编译执行与虚拟机(JVM)介绍 Java 虚拟机(JVM)是可运行Java代码的假想计算机。只要根据JVM规格描述将解释器移植到特定的计算机上，就能保证经过编译的任何Java代码能够在该系统上运行。本文首先简要介绍从Java文件的编译到最终执行的过程，随后对JVM规格描述作一说明。 一.Java源文件的编译、下载、解释和执行 Java应用程序的开发周期包括编译、下载、解释和执行几个部分。Java编译程序将Java源程序翻译为JVM可执行代码?字节码。这一编译过程同C/C++的编译有些不同。当C编译器编译生成一个对象的代码时，该代码是为在某一特定硬件平台运行而产生的。因此，在编译过程中，编译程序通过查表将所有对符号的引用转换为特定的内存偏移量，以保证程序运行。Java编译器却不将对变量和方法的引用编译为数值引用，也不确定程序执行过程中的内存布局，而是将这些符号引用信息保留在字节码中，由解释器在运行过程中创立内存布局，然后再通过查表来确定一个方法所在的地址。这样就有效的保证了Java的可移植性和安全性。 运行JVM字节码的工作是由解释器来完成的。解释执行过程分三部进行：代码的装入、代码的校验和代码的执行。装入代码的工作由"类装载器"（class loader）完成。类装载器负责装入运行一个程序需要的所有代码，这也包括程序代码中的类所继承的类和被其调用的类。当类装载器装入一个类时，该类被放在自己的名字空间中。除了通过符号引用自己名字空间以外的类，类之间没有其他办法可以影响其他类。在本台计算机上的所有类都在同一地址空间内，而所有从外部引进的类，都有一个自己独立的名字空间。这使得本地类通过共享相同的名字空间获得较高的运行效率，同时又保证它们与从外部引进的类不会相互影响。当装入了运行程序需要的所有类后，解释器便可确定整个可执行程序的内存布局。解释器为符号引用同特定的地址空间建立对应关系及查询表。通过在这一阶段确定代码的内存布局，Java很好地解决了由超类改变而使子类崩溃的问题，同时也防止了代码对地址的非法访问。 随后，被装入的代码由字节码校验器进行检查。校验器可发现操作数栈溢出，非法数据类型转化等多种错误。通过校验后，代码便开始执行了。 Java字节码的执行有两种方式： 1.即时编译方式：解释器先将字节码编译成机器码，然后再执行该机器码。 2.解释执行方式：解释器通过每次解释并执行一小段代码来完成Java字节码程序的所有操作。 通常采用的是第二种方法。由于JVM规格描述具有足够的灵活性，这使得将字节码翻译为机器代码的工作 具有较高的效率。对于那些对运行速度要求较高的应用程序，解释器可将Java字节码即时编译为机器码，从而很好地保证了Java代码的可移植性和高性能。 二.JVM规格描述 JVM的设计目标是提供一个基于抽象规格描述的计算机模型，为解释程序开发人员提很好的灵活性，同时也确保Java代码可在符合该规范的任何系统上运行。JVM对其实现的某些方面给出了具体的定义，特别是对Java可执行代码，即字节码(Bytecode)的格式给出了明确的规格。这一规格包括操作码和操作数的语法和数值、标识符的数值表示方式、以及Java类文件中的J ava对象、常量缓冲池在JVM的存储映象。这些定义为JVM解释器开发人员提供了所需的信息和开发环境。Java的设计者希望给开发人员以随心所欲使用Java的自由。
操作系统实验进程调度和内存管理java语言版本
源代码： 第一个类：divDTO publicclassdivDTO { privateintdivBase; privateintlength; privateintdivFlag; publicdivDTO(intdivBase,intlength,intdivFlag) { this.divBase=divBase; this.divFlag=divFlag; this.length=length; } publicdivDTO() { }
{ this.divBase=base; } publicintgetDivBase() { returnthis.divBase; } publicvoidsetLength(intlength) { this.length=length; } publicintgetLength() { returnthis.length; }
{ this.divFlag=flag; } publicintgetDivFalg() { returnthis.divFlag; } } 2.第二个类：PcbDTO publicclassPcbDTO { staticfinalintRunning=1; staticfinalintReady=2; staticfinalintWaiting=3; privateStringprocessName;
privateintrunTime; privateintprority; privateintprocessState; privateintbase; privateintlimit; privateintpcbFlag; publicPcbDTO(Stringname,inttime,intpro,intbase,intlimit) { this.processName=name; this.runTime=time; this.prority=pro; this.processState=0; this.limit=limit; this.base=base; } publicPcbDTO()