JVM | 使用 HSDB 探秘运行时数据区

开头说两句

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本文知识点

• HSDB 的使用
• HSDB 查看栈信息
• HSDB 查看堆信息
• Class 对象，static 对象，Klass 的关系
• 需要注意， 本文所用 JDK 环境为 JDK11,网上有很多博客是基于 JDK1.7, 两者的方法区的实现不一样，所以有些数据展示也会不同。

运行代码

public class Main {

    static class TestObject{
        public void testOut(){
            System.out.println("java技术大本营");
            System.out.println("break");
        }

    }

    /** 类静态变量, 这个也在堆中, 在Class对象中 */
    private static TestObject staticObject = new TestObject();

    /** 类变量,这个应该在堆中 */
    private TestObject classObject  = new TestObject();

    public static void main(String[] args) {

        Main main = new Main();
        // 方法内对象,应该在堆中
        TestObject innerObject  = new TestObject();
        innerObject.testOut();

    }
}

HSDB 的使用

HSDB 全称是 HotSpotDebugger, HotSpot 虚拟机的调试工具，在使用的时候，需要程序处在暂停的状态，可以直接使用 Idea 的 debug 工具。 使用 HSDB 可以看到堆栈里面相关的内容，

启动 HSDB

无论哪种方式启动，都需要先知道当前 Java 程序的进程号，我们使用 jps 命令，如下图所示：

然后我们使用命令 jhsdb hsdb --pid=87854 来启动 HSDB,如下图所示：

使用 HSDB 查看 JVM 虚拟机栈信息

我们知道，在创建一个线程时，都会有一个为之分配一个 jvm 栈，如上图我们可以看到在 Java Threads 中有 5 个线程，我们选中 main 线程，然后点击上面的查看栈信息的图标，如下图所示：

1:在原 Java Threads 面板上，点第二个按钮，可召唤出 Stack Memory for main 这个面板。

Stack Memory for main 面板主体有三大部分，如上图所述

2:最左侧是栈的内存地址

3:中间一列是该地址上存的值(大多是别的对象的地址),

4:最右侧是 HotSpot 的说明

5:在右侧的说明中， 我们可以此时栈中有两个栈帧(Frame)

大家看到 Young com/platform/tools/jvm/Main$TestObject 这个我们定义的对象，记住这个地址 0x00000001161d11e0 代表这个对象是在栈中被引用

使用 HSDB 查看堆信息

我们的对象大都是在堆里面，我们可以借助 HSDB 看堆中有多少个实例对象，如下图所示

1:点击 Tools->Object Histogram ,打开右边的 Object Histogram 面板

2:在 2 处输入我们的类全名，然后点 3 望远镜搜索，在下面会显示 我们的类，有三个实例

4:可以双击选中我们的类， 也可以放大镜，可以打开 Show Objects of Type 面板 看到三个实例的详情

其中第三个，就是我们在栈中看到的方法内的成员变量。

对于另外两个，需要通过反向指针查询 ,看哪个类引用了这个实例，来看是哪个变量

HSDB 使用 revptrs 看实例引用

对于上面还有两个地址， 我们不能确定是什么对象，所以我们可以通过指针反查来看他们被什么所引用，如下图所示：

如上图，我们可以看到，一个被 Class 对象所引用， 是类静态变量，一个被 jvm/Main , 也就是我们 Main 类引用， 是类成员变量。 通过这个我们也可以总结， 静态变量，其实也是存在堆里面。

Class,static 及 Klass 的关系

这个版本的 hsdb 有些指令不支持，如 mem , whatis 等，所以要深入学习的小伙伴可以用 jdk1.8 的 hsdb 试下上述两个命令

多个 Java 对象(Java Object,在堆中)对应同一个 Klass(在 MetaSpace 中)对应同一个 Class 对象(在堆中), 类的静态变量地址都存在 Class 对象的后面(所以也在堆中).

总结

运行时数据区和 HSDB 结合起来一起学习，可以更好的看到虚拟机内部的状态，有一些很初次接触的概念点，如 Klass , Class 对象，先弄懂其关联关系，存放在哪里， 再去深入研究其代码。