JVM以内存模型 JVM 内存初学 (堆(heap)、栈(stack)和方法区(method) )

1、JVM内存区域介绍

 

　　

 

　　　　两张图均以《深刻理解java虚拟机》为参考制做的，第一张图对java内存进行区域上的划分，第二张图主要是从运行的角度对栈作出进一步的说明

　　　　由第二张图能够更深刻的理解线程私有的含义，虚拟机栈并非一整块区域，而是由众多的运行的线程组成

2、名词解释

　　Java堆

　　　　在虚拟机启动时建立，此内存区域惟一目的就是存放对象实例，几乎全部的对象实例都在堆上分配，也是垃圾收集器管理的主要区域，也叫GC堆

　　方法区

　　　　存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据，别名Non-Heap，非堆，JDK8时已经完全没有了永久代，将方法区直接放在一个与堆不相连的本地的直接内存区域，这个区域被叫作元空间，

　　　Hotspot虚拟机直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一

 　  运行时常量池

　　　　相较于Class文件常量池，具备动态性，常量并不必定只有在编译期产生，运行时也可将新产生的常量放入池中，存储字面量、符号引用、直接引用的地址等信息，须要注意的是，

　　　Hotspot在jdk7中已经把本来放在永久代的字符串常量池移出，放在堆内存里，JDK8时因已经完全没有了永久代，将方法区（包括运行时常量池）直接放在一个与堆不相连的本地直接内存区域，这个区域被叫作元空间

　　字符串常量池

　　　　jdk6及之前，都是放在方法区的，jdk7时将字符串常量池移至堆区，jdk8时虽然方法区已取消，运行时常量池移至元空间中，但字符串常量池依旧留在堆中

　　常量池（类文件）

　　　　class文件中的一项信息存放编译期生成的各类字面量和符号引用，这部份内容会在类加载后进入方法区的运行时常量池中

　　　　注意：关于JDK8中，方法区、运行时常量池、字符串常量池的关联关系可参考JDK8-废弃永久代（PermGen）迎来元空间（Metaspace）。

　　java栈

　　　　虚拟机栈用于执行普通的Java方法，本地方法栈用于执行本地方法（Native方法），Hotspot虚拟机直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一

　　栈帧

　　　　每一个方法在执行的同时都会建立一个栈帧，每一个栈帧里存储着局部变量表、操做数栈 动态连接、方法出口等信息

　　局部变量表

　　　　所需空间在编译期完成分配，当进入一个方法时局部变量空间是 彻底肯定的，方法运行期间不会改变，局部变量表里存放着编译期可知的各类基本类型、 对象引用和returnAddress类型（执行一条字节码指令的地址）

　　GC

　　　　垃圾回收，对年轻代的垃圾回收即为minor GC，也叫young GC

　　线程分配缓冲区

　　　　存在于堆中，可是线程私有，-xx:+/-UseTLAB 是否使用本地线程缓冲

　　直接内存

　　　　NIO引入一种基于通道与缓冲区的IO方式，使用Native函数库直接分配堆外内存， 而后经过一个存储在java堆中的DirectByteBuffer对象的引用进行操做

　　元空间

　　　　JDK8及之后，因为类的元数据分配在本地内存中，元空间的最大可分配空间就是系统可用内存空间。所以，咱们就不会遇到永久代存在时的内存溢出错误，也不会出现泄漏的数据移到交换区这样的事情。

　　　最终用户能够为元空间设置一个可用空间最大值，若是不进行设置，JVM 会自动根据类的元数据大小动态增长元空间的容量。这里须要注意的是，若是在docker容器里，那么默认的元空间大小为物理机的内存大小，

　　　此时若是设置了容器的limit，且元空间内存溢出，则将会由系统kill掉，而在容器里的日志中没有kill的信息。

　　　　在元空间中，类和其元数据的生命周期和其对应的类加载器是相同的。换句话说，只要类加载器存活，其加载的类的元数据也是存活的，于是不会被回收掉。在元空间的回收过程当中没有重定位和压缩等操做，

　　　可是元空间内的元数据会进行扫描来肯定 Java 引用。

　　内存泄露（Memory Leak）

　　　　程序在申请内存后，对象没有被GC所回收，它始终占用内存，内存泄漏的堆积最终会形成内存溢出。

　　内存溢出（Memory Overflow）

　　　　程序运行过程当中没法申请到足够的内存而致使的一种错误。内存溢出一般发生于OLD段或Perm段垃圾回收后，仍然无内存空间容纳新的Java对象的状况。一般都是因为内存泄露致使堆栈内存不断增大，从而引起内存溢出

 3、部分区域配置参数

　　

　　图片摘自网络

　　java堆

　　　　-Xms：堆的最小值

　　　　-Xmx：堆的最大值

　　　　　　以上两个值设置成同样的可避免自动扩展

　　　　-Xmn：年轻代大小

　　　　-XX:MaxNewSize：年轻代的最大值

 　　　　-XX:NewSize：年轻代的最小值

　　　　老年代的空间大小没有直接设置的参数

　　　　　　-Xms 减去 -XX:MaxNewSize，即为老年代的空间大小

　　方法区/元空间

　　　　-XX:MaxPermSize：永久代的最大值，JDK8后无效

　　　　-XX:PermSize：永久代的最小值，JDK8后无效

　　　　-XX:MaxMetaspaceSize：元空间的最大值，JDK8及之后

　　　　‑XX:MinMetaspaceFreeRatio：元空间空闲比例的最小值

　　　　‑XX:MaxMetaspaceFreeRatio：元空间空闲比例的最大值

　　java栈

　　　　-Xss：设置每一个线程的堆栈大小

　　直接内存

 　　　　-XX:MaxDirectMemorySize：设置本机直接内存的最大值，默认与堆最大值同样

 参考：

《深刻理解java虚拟机》

 JVM 内存初学 (堆(heap)、栈(stack)和方法区(method) )

JVM内存区域划分（JDK6/7/8中的变化）

 Java 永久代去哪儿了