JAVA的內存模型

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原文連接

全部的Java開發人員可能會遇到這樣的困惑？我該爲堆內存設置多大空間呢？OutOfMemoryError的異常到底涉及到運行時數據的哪塊區域？該怎麼解決呢？

Java內存模型

Java內存模型在JVM specification, Java SE 7 Edition, and mainly in the chapters 「2.5 Runtime Data Areas」 and 「2.6 Frames」中有詳細的說明。對象和類的數據存儲在3個不一樣的內存區域：堆（heap space）、方法區（method area）、本地區（native area）。

堆內存存放對象以及數組的數據，方法區存放類的信息（包括類名、方法、字段）、靜態變量、編譯器編譯後的代碼，本地區包含線程棧、本地方法棧等存放線程

方法區有時被稱爲持久代（PermGen）。

全部的對象在實例化後的整個運行週期內，都被存放在堆內存中。堆內存又被劃分紅不一樣的部分：伊甸區(Eden)，倖存者區域(Survivor Sapce)，老年代（Old Generation Space）。

方法的執行都是伴隨着線程的。原始類型的本地變量以及引用都存放在線程棧中。而引用關聯的對象好比String，都存在在堆中。爲了更好的理解上面這段話，咱們能夠看一個例子：

01	import java.text.SimpleDateFormat;

02	import java.util.Date;

03

04	import org.apache.log4j.Logger;

05

06	public class HelloWorld {

07	private static Logger LOGGER = Logger.getLogger(HelloWorld.class.getName());

08

09	public void sayHello(String message) {

10	SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("dd.MM.YYYY");

11	String today = formatter.format(new Date());

12	LOGGER.info(today + ": " + message);

13

}

14

}

這段程序的數據在內存中的存放以下：

經過JConsole工具能夠查看運行中的Java程序（好比Eclipse）的一些信息：堆內存的分配，線程的數量以及加載的類的個數；

  Java內存結構

這裏有一份極好的白皮書：Memory Management in the Java HotSpot Virtual Machine。它描述了垃圾回收(GC)觸發的內存自動管理。Java的內存結構包含以下部分：

堆內存

堆內存一樣被劃分紅了多個區域：

• 包含伊甸（Eden）和倖存者區域(Survivor Sapce)的新生代（Young generation）
• 老年代（Old Generation）

不一樣區域的存放的對象擁有不一樣的生命週期：

• 新建（New）或者短時間的對象存放在Eden區域；
• 倖存的或者中期的對象將會從Eden區域拷貝到Survivor區域；
• 始終存在或者長期的對象將會從Survivor拷貝到Old Generation；

生命週期來劃分對象，能夠消耗很短的時間和CPU作一次小的垃圾回收（GC）。緣由是跟C同樣，內存的釋放（經過銷燬對象）經過2種不一樣的GC實現：Young GC、Full GC。

爲了檢查全部的對象是否可以被銷燬，Young GC會標記不能銷燬的對象，通過屢次標記後，對象將會被移動到老年代中。

哪兒的OutOfMemoryError

對內存結構清晰的認識一樣能夠幫助理解不一樣OutOfMemoryErrors：

Exception in thread 「main」: java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

緣由：對象不能被分配到堆內存中

Exception in thread 「main」: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

緣由：類或者方法不能被加載到老年代。它可能出如今一個程序加載不少類的時候，好比引用了不少第三方的庫；

Exception in thread 「main」: java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit

緣由：建立的數組大於堆內存的空間

Exception in thread 「main」: java.lang.OutOfMemoryError: request <size> bytes for <reason>. Out of swap space?

緣由：分配本地分配失敗。JNI、本地庫或者Java虛擬機都會從本地堆中分配內存空間。

Exception in thread 「main」: java.lang.OutOfMemoryError: <reason> <stack trace>（Native method）

緣由：一樣是本地方法內存分配失敗，只不過是JNI或者本地方法或者Java虛擬機發現；

關於OutOfMemoryError的更多信息能夠查看：「Troubleshooting Guide for HotSpot VM」, Chapter 3 on 「Troubleshooting on memory leaks」

 

參考連接：

• Provides Java HotSpot information about VM Options and environment variables
• Troubleshooting Guide for HotSpot VM
  An exhaustive guide for memory leaks, system crashes, hangings, loops, signal and exception handling.
• Java SE 6 HotSpot[tm] Virtual Machine Garbage Collection Tuning
  Ergonomics and tuning goals, generations sizing using VM arguments.
• Thanks for the memory – Understanding how the JVM uses native memory on Windows and Linux
  Explains how the memory in the JVM like the heap is memory into the RAM on different operating systems and CPUs (32/64bit).
• Java Micro Edition – Tuning
  Describes runtime options to adjust performance in the Java ME edition. It also illustrates the compilation of bytecode into native code.
• Summary of Sun’s document 「Tuning Garbage collection with the 1.4.2 Hotspot JVM」.
• Discussion about where references and objects are stored in the JVM.