Java內存結構

JVM內存區域組成

JVM內存分四種：

一、棧區（stacksegment）—由編譯器自動分配釋放,存放函數的參數值，局部變量的值等，具體方法執行結束以後，系統自動釋放JVM內存資源

二、堆區（heapsegment）—通常由程序員分配釋放，存放由new建立的對象和數組，jvm不定時查看這個對象，若是沒有引用指向這個對象就回收

三、靜態區（datasegment）—存放全局變量，靜態變量和字符串常量，不釋放

四、代碼區（codesegment）—存放程序中方法的二進制代碼，並且是多個對象共享一個代碼空間區域

在方法（代碼塊）中定義一個變量時，java就在棧中爲這個變量分配JVM內存空間，當超過變量的做用域後，java會自動釋放掉爲該變量所分配的JVM內存空間；在堆中分配的JVM內存由java虛擬機的自動垃圾回收器來管理，堆的優點是能夠動態分配JVM內存大小，生存期也沒必要事先告訴編譯器，由於它是在運行時動態分配JVM內存的。缺點就是要在運行時動態分配JVM內存，存取速度較慢；棧的優點是存取速度比堆要快，缺點是存在棧中的數據大小與生存期必須是肯定的無靈活性。

◆java堆由Perm區和Heap區組成，Heap區則由Old區和New區組成，而New區又分爲Eden區,From區,To區，Heap={Old+NEW={Eden,From,To}}，見圖1所示。

Heap區分兩大塊，一塊是NEWGeneration,另外一塊是OldGeneration.在NewGeneration中，有一個叫Eden的空間，主要是用來存放新生的對象，還有兩個SurvivorSpaces（from,to）,它們用來存放每次垃圾回收後存活下來的對象。在OldGeneration中，主要存放應用程序中生命週期長的JVM內存對象，還有個PermanentGeneration，主要用來放JVM本身的反射對象，好比類對象和方法對象等。

在NewGeneration塊中，垃圾回收通常用Copying的算法，速度快。每次GC的時候，存活下來的對象首先由Eden拷貝到某個SurvivorSpace,當SurvivorSpace空間滿了後,剩下的live對象就被直接拷貝到OldGeneration中去。所以，每次GC後，EdenJVM內存塊會被清空。在OldGeneration塊中，垃圾回收通常用mark-compact的算法，速度慢些，但減小JVM內存要求.

垃圾回收分多級，0級爲所有(Full)的垃圾回收，會回收OLD段中的垃圾；1級或以上爲部分垃圾回收，只會回收NEW中的垃圾，JVM內存溢出一般發生於OLD段或Perm段垃圾回收後，仍然無JVM內存空間容納新的Java對象的狀況。

JVM調用GC的頻度仍是很高的，主要兩種狀況下進行垃圾回收：當應用程序線程空閒；另外一個是JVM內存堆不足時，會不斷調用GC，若連續回收都解決不了JVM內存堆不足的問題時，就會報outofmemory錯誤。由於這個異常根據系統運行環境決定，因此沒法預期它什麼時候出現。

根據GC的機制，程序的運行會引發系統運行環境的變化，增長GC的觸發機會。爲了不這些問題，程序的設計和編寫就應避免垃圾對象的JVM內存佔用和GC的開銷。顯示調用System.GC()只能建議JVM須要在JVM內存中對垃圾對象進行回收，但不是必須立刻回收，一個是並不能解決JVM內存資源耗空的局面，另外也會增長GC的消耗。

◆當一個URL被訪問時，JVM內存區域申請過程以下：

A.JVM會試圖爲相關Java對象在Eden中初始化一塊JVM內存區域

B.當Eden空間足夠時，JVM內存申請結束。不然到下一步

C.JVM試圖釋放在Eden中全部不活躍的對象（這屬於1或更高級的垃圾回收）,釋放後若Eden空間仍然不足以放入新對象，則試圖將部分Eden中活躍對象放入Survivor區

D.Survivor區被用來做爲Eden及OLD的中間交換區域，當OLD區空間足夠時，Survivor區的對象會被移到Old區，不然會被保留在Survivor區

E.當OLD區空間不夠時，JVM會在OLD區進行徹底的垃圾收集（0級）

F.徹底垃圾收集後，若Survivor及OLD區仍然沒法存放從Eden複製過來的部分對象，致使JVM沒法在Eden區爲新對象建立JVM內存區域，則出現"outofmemory錯誤"