JVM以內存模型 JVM 內存初學 (堆(heap)、棧(stack)和方法區(method) )

1、JVM內存區域介紹

 

　　

 

　　　　兩張圖均以《深刻理解java虛擬機》爲參考製做的，第一張圖對java內存進行區域上的劃分，第二張圖主要是從運行的角度對棧作出進一步的說明

　　　　由第二張圖能夠更深刻的理解線程私有的含義，虛擬機棧並非一整塊區域，而是由衆多的運行的線程組成

2、名詞解釋

　　Java堆

　　　　在虛擬機啓動時建立，此內存區域惟一目的就是存放對象實例，幾乎全部的對象實例都在堆上分配，也是垃圾收集器管理的主要區域，也叫GC堆

　　方法區

　　　　存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼等數據，別名Non-Heap，非堆，JDK8時已經完全沒有了永久代，將方法區直接放在一個與堆不相連的本地的直接內存區域，這個區域被叫作元空間，

　　　Hotspot虛擬機直接就把本地方法棧和虛擬機棧合二爲一

 　  運行時常量池

　　　　相較於Class文件常量池，具備動態性，常量並不必定只有在編譯期產生，運行時也可將新產生的常量放入池中，存儲字面量、符號引用、直接引用的地址等信息，須要注意的是，

　　　Hotspot在jdk7中已經把本來放在永久代的字符串常量池移出，放在堆內存裏，JDK8時因已經完全沒有了永久代，將方法區（包括運行時常量池）直接放在一個與堆不相連的本地直接內存區域，這個區域被叫作元空間

　　字符串常量池

　　　　jdk6及之前，都是放在方法區的，jdk7時將字符串常量池移至堆區，jdk8時雖然方法區已取消，運行時常量池移至元空間中，但字符串常量池依舊留在堆中

　　常量池（類文件）

　　　　class文件中的一項信息存放編譯期生成的各類字面量和符號引用，這部份內容會在類加載後進入方法區的運行時常量池中

　　　　注意：關於JDK8中，方法區、運行時常量池、字符串常量池的關聯關係可參考JDK8-廢棄永久代（PermGen）迎來元空間（Metaspace）。

　　java棧

　　　　虛擬機棧用於執行普通的Java方法，本地方法棧用於執行本地方法（Native方法），Hotspot虛擬機直接就把本地方法棧和虛擬機棧合二爲一

　　棧幀

　　　　每一個方法在執行的同時都會建立一個棧幀，每一個棧幀裏存儲着局部變量表、操做數棧 動態連接、方法出口等信息

　　局部變量表

　　　　所需空間在編譯期完成分配，當進入一個方法時局部變量空間是 徹底肯定的，方法運行期間不會改變，局部變量表裏存放着編譯期可知的各類基本類型、 對象引用和returnAddress類型（執行一條字節碼指令的地址）

　　GC

　　　　垃圾回收，對年輕代的垃圾回收即爲minor GC，也叫young GC

　　線程分配緩衝區

　　　　存在於堆中，可是線程私有，-xx:+/-UseTLAB 是否使用本地線程緩衝

　　直接內存

　　　　NIO引入一種基於通道與緩衝區的IO方式，使用Native函數庫直接分配堆外內存， 而後經過一個存儲在java堆中的DirectByteBuffer對象的引用進行操做

　　元空間

　　　　JDK8及之後，因爲類的元數據分配在本地內存中，元空間的最大可分配空間就是系統可用內存空間。所以，咱們就不會遇到永久代存在時的內存溢出錯誤，也不會出現泄漏的數據移到交換區這樣的事情。

　　　最終用戶能夠爲元空間設置一個可用空間最大值，若是不進行設置，JVM 會自動根據類的元數據大小動態增長元空間的容量。這裏須要注意的是，若是在docker容器裏，那麼默認的元空間大小爲物理機的內存大小，

　　　此時若是設置了容器的limit，且元空間內存溢出，則將會由系統kill掉，而在容器裏的日誌中沒有kill的信息。

　　　　在元空間中，類和其元數據的生命週期和其對應的類加載器是相同的。換句話說，只要類加載器存活，其加載的類的元數據也是存活的，於是不會被回收掉。在元空間的回收過程當中沒有重定位和壓縮等操做，

　　　可是元空間內的元數據會進行掃描來肯定 Java 引用。

　　內存泄露（Memory Leak）

　　　　程序在申請內存後，對象沒有被GC所回收，它始終佔用內存，內存泄漏的堆積最終會形成內存溢出。

　　內存溢出（Memory Overflow）

　　　　程序運行過程當中沒法申請到足夠的內存而致使的一種錯誤。內存溢出一般發生於OLD段或Perm段垃圾回收後，仍然無內存空間容納新的Java對象的狀況。一般都是因爲內存泄露致使堆棧內存不斷增大，從而引起內存溢出

 3、部分區域配置參數

　　

　　圖片摘自網絡

　　java堆

　　　　-Xms：堆的最小值

　　　　-Xmx：堆的最大值

　　　　　　以上兩個值設置成同樣的可避免自動擴展

　　　　-Xmn：年輕代大小

　　　　-XX:MaxNewSize：年輕代的最大值

 　　　　-XX:NewSize：年輕代的最小值

　　　　老年代的空間大小沒有直接設置的參數

　　　　　　-Xms 減去 -XX:MaxNewSize，即爲老年代的空間大小

　　方法區/元空間

　　　　-XX:MaxPermSize：永久代的最大值，JDK8後無效

　　　　-XX:PermSize：永久代的最小值，JDK8後無效

　　　　-XX:MaxMetaspaceSize：元空間的最大值，JDK8及之後

　　　　‑XX:MinMetaspaceFreeRatio：元空間空閒比例的最小值

　　　　‑XX:MaxMetaspaceFreeRatio：元空間空閒比例的最大值

　　java棧

　　　　-Xss：設置每一個線程的堆棧大小

　　直接內存

 　　　　-XX:MaxDirectMemorySize：設置本機直接內存的最大值，默認與堆最大值同樣

 參考：

《深刻理解java虛擬機》

 JVM 內存初學 (堆(heap)、棧(stack)和方法區(method) )

JVM內存區域劃分（JDK6/7/8中的變化）

 Java 永久代去哪兒了