JVM メモリ使用量の概要: 詳細な分析と解釈

JVM メモリ使用量の概要: 詳細な分析と解釈

要約: JVM メモリは Java アプリケーション ランタイムの重要な部分であり、JVM メモリ使用量を正しく分析して解釈します。アプリケーションのパフォーマンスを最適化します。この記事では、メモリ モデル、メモリ パーティション、ヒープ メモリ、スタック メモリ、メソッド領域、ガベージ コレクションなどを含む JVM メモリのあらゆる側面を詳しく掘り下げ、具体的なコード例を通じて JVM メモリの使用法を説明します。

1. JVM メモリ モデル
   JVM メモリ モデルは、ヒープ、スタック、メソッド領域の 3 つの部分で構成されます。ヒープは Java 仮想マシンによって管理されるメイン メモリ領域であり、オブジェクト インスタンスと配列を格納するために使用されます。スタックは、メソッド呼び出し、ローカル変数などを保存するために使用されます。メソッド領域は、クラス情報、定数プール、静的変数などを格納するために使用されます。
2. JVM メモリ パーティション
   JVM メモリは、ヤング領域、オールド領域、永続領域の 3 つの主要領域に分割されます。 Young 領域は主に新しく作成されたオブジェクトの保存に使用され、Old 領域は生存期間の長いオブジェクトの保存に使用され、Permanent 領域は静的変数、定数、およびリサイクルが容易ではないその他のオブジェクトの保存に使用されます。
3. ヒープ メモリ
   ヒープ メモリは、作成されたオブジェクト インスタンスを格納するために使用される、JVM 内の最大のメモリ領域です。ヒープメモリは新世代と旧世代に分かれており、新世代は Eden 領域と 2 つの Survivor 領域に分かれています。オブジェクトはまずEden領域に作成され、Eden領域がいっぱいになるとMinor GC（新世代ガベージコレクション）が起動し、残ったオブジェクトがSurvivor領域にコピーされます。 Survivor 領域がいっぱいになると、生き残ったオブジェクトは古い世代にコピーされ、生き残っていないオブジェクトはリサイクルされます。
4. スタック メモリ
   スタック メモリは、メソッド呼び出しとローカル変数を保存するために使用されます。各スレッドには独自のスタック フレームがあり、1 つのスタック フレームが 1 つのメソッド呼び出しに対応します。スタックフレームには、ローカル変数テーブル、オペランドスタック、ダイナミックリンク、リターンアドレス、付加情報などが含まれます。ローカル変数テーブルは、メソッドにローカル変数を格納するために使用されます。
5. メソッド領域
   メソッド領域には、クラス情報、定数プール、静的変数などが格納されます。フル GC は、メソッド領域のメモリが不足している場合にトリガーされます。 JDK8 以降、メソッド領域は削除され、ローカル メモリを使用してクラス情報を保存するメタスペースに置き換えられました。
6. ガベージ コレクション
   JVM はガベージ コレクション メカニズムを使用して、未使用のメモリを自動的にリサイクルし、メモリ リークを防ぎます。マークスイープ、コピー、マークコンパクトなど、多くのガベージコレクションアルゴリズムがあります。ガベージ コレクターには、シリアル GC、パラレル GC、CMS GC、G1 GC などが含まれます。各コレクターはさまざまなシナリオに適しています。

次は、JVM のメモリ使用量を示すサンプル コードです:

public class MemoryUsageExample {
  public static void main(String[] args) {
    // 声明一个数组，占用一定的内存
    int[] array = new int[1000000];

    // 打印JVM的总内存和可用内存
    System.out.println("Total Memory: " + Runtime.getRuntime().totalMemory());
    System.out.println("Free Memory: " + Runtime.getRuntime().freeMemory());

    // 强制进行垃圾回收
    System.gc();

    // 打印JVM的总内存和可用内存
    System.out.println("Total Memory: " + Runtime.getRuntime().totalMemory());
    System.out.println("Free Memory: " + Runtime.getRuntime().freeMemory());
  }
}

上記のコードでは、100 万個の整数を含む配列を作成します。これは、一定量のヒープ メモリを占有します。 。次に、Runtime クラスの totalMemory() メソッドと freeMemory() メソッドを通じて、JVM の合計メモリと利用可能なメモリをそれぞれ出力します。最後に、ガベージ コレクションを強制的に実行し、JVM の合計メモリと空きメモリを再度出力します。 2 つの出力結果を比較することで、ガベージ コレクションがメモリに与える影響を観察できます。

結論: JVM メモリ使用量を正しく分析および解釈することは、アプリケーションのパフォーマンスを最適化するために重要です。 JVM メモリ モデル、メモリ パーティション、ヒープ メモリ、スタック メモリ、メソッド領域、ガベージ コレクションを理解することで、開発者は Java アプリケーションのパフォーマンスとメモリ使用量をより適切に調整できます。

参考資料:

• 「JVM アーキテクチャの理解」、Oracle Docs
• 「メモリ管理、Java SE 11 エディション」、OpenJDK

(ワード数: 800)

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