JVM のいろはにほ #javajo

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JVMのいろはにほ
久保田祐史
日本電信電話株式会社
OSS センタ
-私はこうやってJVMが好きになった話-

2Copyright©2015 NTT corp. All Rights Reserved.
•本スライドで示されている見
解は私個人のものであり、所
属組織の見解を反映したもの
ではありません
•講義(口頭での補足)前提の資料
のため、本資料だけでは解り
辛い箇所があります
Disclaimer

•ざっくばらんと話します
•極力、正確を期していますが、
簡易化のために(問題ない範囲で)
正確ではない部分もあります
•ここでの JVM = HotSpot VM
•いわゆる OpenJDK/Oracle JDK
•JVM 自体は他にも色々あります
注意事項

•解らないことがあったら講師
を止めまてください
•手を挙げる
•Tweet で呼びかける(#javajo)
•よこなさんに目配せをする
注意事項 (当日)

•自己紹介
•JVM ってなに？
•JVM の主要機能
•コードの実行
•メモリの管理
•HeapStats
目次

•久保田祐史 (KUBOTA Yuji)
•@sugarlife
•Java 歴 6 年？
•入社してから Java を学んだ
•約 2 年ぐらい前から OpenJDK を
読み始めた
自己紹介

自己紹介
都内のほどほどのお値段の
スイーツ情報募集中

•自己紹介
•HeapStats コマーシャル
目次

•JVM の出番はどこ？
•ソースコードを書く
•Duke.java
•ソースコードをコンパイルする
•javac Duke.java
•実行する
•java Duke
Java の動かし方

•Java 仮想マシン (Virtual Machine)
•Java バイトコードの実行環境
•書いたコードがどこでも動く
JVM とは
Windows Linux OS
Windows用
JVM
Linux用
JVM
各OS用
JVM
Java バイトコード
ソースコードコンパイル(javac)

•新しい型の検索、ロード、検証
(クラスローダ)
•メソッドの要求する命令・計算
の実行
(インタプリタ、JITコンパイラ)
•コードの代わりにメモリ管理
JVM の主な機能

JVM の機能イメージ
static void main(String.. args){
Duke duke = new Duke();
}
このメソッドを実行してあげないとダメ
このクラスを理解してあげないとダメ
これらを全部メモリ上に
配置してやらないとダメ
※実際はバイトコード等

寄り道：JVM？JDK？JRE？

•JDK を導入すれば OK
寄り道：JVM と JRE と JDK
JVM
クラス
ライブラリ
(rt.jar)
JRE (Java Runtime Environment)
開発ツール
( javac 等)
JDK (Java Development Tools)
最小限しか入れたくない場合は JRE だが、
トラブルシューティングに必要なツールも
入ってるので、JDK を導入したほうが良い

•自己紹介
•HeapStats
目次

•クラスローダ
•クラスファイル (*.class) を動的
にメモリ上にロードする機能
•必要になった時にロードする
•コアクラスライブラリ等は
起動時に読み込まれる
•クラスローダは複数種類ある
•親子関係を持つ
JVM の機能：コードの実行

•インタプリタ
•バイトコードを逐次解釈しなが
ら実行する機能
•JITコンパイラ (Just-In-Time)
•実行時に機械語へ変換して高速
化を図る機能
•実行回数が規定値を超えたメソ
ッドのみをJITコンパイルする

•イメージ
クラスローダ
メモリ空間(※)
JIT コンパイラ
システム (OS)
マシン語
クラスファイル
インタプリタ
バイトコード
ソースコード
コンパイル (javac)
特定条件で
※:実際はクラスローダ等もメモリ空間に存在する

•初心者の時点ではほぼない
•全体図をイメージできたらgood
•詳細を意識し始める時期
•NoClassDefFoundError
•該当クラスがクラスパスにあるの
に発生したら、クラスローダの仕
組みを理解すべき時期
•日本語の参考資料:IBM, @ashigeru
開発者が意識すべきポイントは?

•詳細を意識し始める時期(続)
•ソース変えずにデバッグしたい
•バイトコードインジェクションと
いう手段がある。例：byteman
•JITコンパイル方法を知りたい
•Java Day Tokyo 2014 の資料が手
始めに良い
•知りたくなる時期はたぶん来ない

•自己紹介
•HeapStats
目次

•Java のメモリ構造
JVM の機能：メモリの管理
ヒープ
(Heap)
C ヒープ
(C heap)
Java アプリが
使うところ
主に JVM が
使うところ
非ヒープ
(Non Heap)
まとめてヒープと
呼ぶ場合もある

ヒープ
Heap
•ヒープ
非ヒープ
Non Heap

•ヒープ:世代分け (Generation)
Young 世代
Tenured 世代
(Old 世代)
JDK7 以前は
Permanent 世代
JDK8 以降は
世代なし

•ヒープ:領域分け (Space)
Old
JDK7以前：
Permanent
JDK8以降：
Metaspace
Eden
Survivor
0
Survivor
1
Young 世代 Tenured(Old) 世代

•なぜヒープを分けているの？
•複数の GC を利用するため
•GC = ガベージコレクション。
不要なメモリを回収する機能
•複数の GC = 世代別 GC と呼ぶ
•なぜ複数必要なの？
•可能な限りアプリケーション停
止時間を短くするための工夫

•各 GC の担当範囲
Young 世代 Tenured(Old)世代 Non Heap
Minor GC 担当 Major GC 担当(※)
※：Javaオプションや状況によって範囲が異なります

•メモリ周りのエラー
•早い話が OutOfMemoryError
•原因をどうやって確認するか
•メモリリーク？
•メモリ不足？
•それ以外(バグ)？

•OOME も色々ある
「slideshare oome」
で検索。
http://www.slideshare.net/Yuj
iKubota/javalangoutofmemor
yerror-java

•OutOfMemoryError:message
•ログ (message) をまず確認する
•ヒープなら、リークか不足か
•ヒープ使用量をグラフ化して確認
OOME 原因の確認方法

•ヒープ使用量のグラフ化方法
•GC ログをGCViewer でグラフ化
•Used Heap (青線) の動きを見る
•GC ログは以下のオプションを追
加して収集する
•-Xloggc:<path_to_file>
•-XX:+PrintGCDetails
•-XX:+PrintGCDateStamps
OOME 原因の確認方法

•Concurrent Mark-Sweep の場合
GCって?
http://www.slideshare.net/YujiKubota/concu
rrent-marksweep-garbage-collection

•自己紹介
•HeapStats
目次

詳細は JJUG CCC 2015 Spring で！
※: #javajo では説明しました

JVM のいろはにほ #javajo

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