JVM学习（二）-- JVM内存布局

曾经终败给现在 2022-12-12 15:13 161阅读 0赞

# JVM内存布局 #

### 文章目录 ###

*  JVM内存布局
 *   *  程序计数器
     *  本地方法栈
     *  虚拟机栈
     *  堆区
     *  元空间

JVM内存布局规定了Java在运行过程中内存申请、分配和管理的策略，保证了JVM的高效稳定运行，其经典内存布局如下图所示

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hlM21vcmU_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

## 程序计数器 ##

*  线程私有
 *  用于存放执行指令的偏移量和行号指示器等，线程执行或恢复都需依赖程序计数器
 *  用以完成分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能。不会发生OOM错误

## 本地方法栈 ##

*  线程私有
 *  登记native方法，在Execution Engine 执行时加载本地方法库。
 *  本地方法可通过JNI(Java Native Interface)来访问虚拟机运行时的数据区，具有和JVM相同的能力和权限
 *  内存不足时，本地方法栈会抛出`native heap OutOfMemory`
 *  JNI使Java深度使用操作系统的特性功能，可调用非Java代码

## 虚拟机栈 ##

*  线程私有
 *  描述Java方法执行的内存区域，每个方法从开始调用到执行完成的过程，就是栈帧从入栈到出栈的过程
 *  在活动线程中，只有位于栈顶的帧才是有效的，称为当前帧。正在执行的方法称为当前方法，栈帧是方法运行的基本结构
 *  在执行引擎运行时，所有指令都只能针对当前栈帧操作
 *  当创建的栈帧超过了栈的深度，导致栈溢出，会发生`StackOverflowError`,通常出现在递归方法中
 *  栈帧主要包括**局部变量表**、**操作栈**、**动态连接**、**方法返回地址**
    
     *  \*\*局部变量表：\*\*存储方法参数和局部变量
     *  **操作栈**： 记录出入栈操作
     *  **动态连接**：每个栈帧中包含一个在常量池中对当前方法的引用，用于支持方法调用过程的动态连接
     *  **方法返回地址**：方法退出有两种情况：（1）正常退出，即执行到任何方法的返回字段；（2）异常退出；无论何种退出，都将返回至方法当前被调用的位置，即弹出当前栈帧。退出有三种方式：（1）返回值压入上层调用栈帧；（2）异常信息抛给能处理的栈帧；（3）PC计数器指向方法调用后的下一条指令

## 堆区 ##

*  线程共享
 *  存储着几乎所有的实例对象，由垃圾收集器自动回收
 *  OOM的主要发源地, OOM原因有二：
    
     *  JVM堆内存设置不够，可通过-`Xms` `-Xmx`设置
     *  程序创建了大量大对象，并长时间不能被垃圾收集器回收
 *  占用空间所有内存区域中最大
 *  堆内存大小可固定，也可动态调整，如`-Xms256M -Xmx1024M`, 分别设置最小堆容量与最大堆容量，一般为避免GC后调整堆大小带来的额外压力，设置成固定大小
 *  堆 = 新生代+老年代 大小比例为： 新生代：老年代 = 1：2
    
     *  新生代 = Eden区+Survivor 0 +Survivor 1, 大小比例为：Eden：Survivor 0：Survivior 1 = 8：1：1
     *  绝大部分对象在Eden区生成，当Eden满后，触发YGC，回收没有被引用的对象，依然存活的对象移送至Survivor区
     *  Survivor区分为S0和S1两块内存空间，YGC每次将存活的对象复制到未使用的空间，然后将当前正在使用的空间完全清除，并交换两块空间的使用状态
     *  若YGC移送的对象大于Survivor区容量，则直接移送至老年代
     *  每次YGC对象的计数器都会+1，当达到默认值15时，从新生代晋升至老年代，阈值可通过`-XX:MaxTenuringThreshold`配置
     *  若老年代也无法放心，则触发FGC，依然无法放下，则OOM，打印OOM异常堆内信息可通过设置运行参数`-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError`输出

堆区对象分配与GC简要流程图如下：  
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## 元空间 ##

*  线程共享
 *  区别于JDK8之前的永久代，元空间在本地内存中分配
 *  存储类元信息，字段，静态属性，方法，常量等

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