JVM系列-2、JVM内存结构-低调大师

JVM系列-2、JVM内存结构

2020-05-07 583

JVM系列-2、JVM内存结构

一、JVM内存结构

1.1、栈（JVM Stacks）
存放局部变量（定义在方法中的变量和定义在方法参数列表上的变量）、对象引用（reference类型，它不等同于对象本身，根据不同的虚拟机实现，它可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置）、方法的执行。
栈里面的变量不会附初始值。
是线程私有的，它的生命周期与线程相同，线程之间资源不共享。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
栈是一块连续的空间，相比堆来说较小，运行速度快，不需要垃圾回收机制。
在Java虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常状况：
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；
如果虚拟机栈可以动态扩展（当前大部分的Java虚拟机都可动态扩展，只不过Java虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机栈），当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError异常。
1.2、堆
是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。被所有线程共享（前提是要有地址），在虚拟机启动时创建。
此内存区域的唯一目的就是存放对象实例（new 的对象）并会附初始值，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。
堆在物理上可以是一块不连续的空间，只要逻辑上是连续的即可，空间最大，运行速度最慢，需要垃圾回收机制。在实现时，既可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的（通过-Xmx和-Xms控制）。
如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
当栈中没有变量指向时，堆中的变量就会被回收。
对象的实体基本都存储在堆里，外界只能通过地址引用堆里面的对象。
从结构上来分，堆可以分为新生代和老年代。而新生代又可以分为Eden 空间、From Survivor 空间（s1）、To Survivor 空间（s2）：

内存分为新生代和老年代，新生代分为Eden和Survivor(有2个)
创建的对象，首先放入Eden和Survivor1（可能是短时间）的
当Eden满了会启动minor gc，回收新生代中不再使用的对象，还要用的就放到Survivor2中
移完之后eden和Survivor1中省下的就是不再使用的对象，就将他们清理掉
Survivor1和Survivor2交换角色。那就是原来的Survivor1成了备用的了，也就是原来的Survivor2
多次在Survivor区没有被清理掉的，说明它是长时间使用的，那么将它移动到老年代，到目前为止世界一切和平
由于对象越New越多，minor时发生备用的Survivor区满了，放不进去了，怎么办呢？这个本来可能是短时间生存的对象被放入老年代
短时间生存的对象，很可能快速的给老年代占满，白白的浪费老年代的空间，就会触发Full GC，回收老年代的对象
1.3、方法区（Method Area）
包括三部分：class区（存放虚拟机加载后的.class文件等类信息），静态区（存放static修饰的变量），常量池（string和包装类中的一些常量）
是各个线程共享的内存区域。方法区是堆的一个逻辑部分，因此和堆一样都是线程共享的
永久代。方法区中的信息一般需要长期存在，而且它又是堆的逻辑分区，因此用堆的划分方法，把方法区称为“永久代”。
Java虚拟机规范对这个区域的限制非常宽松，除了和Java堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展外，还可以选择不实现垃圾收集。
内存回收效率低。方法区中的信息一般需要长期存在，回收一遍之后可能只有少量信息无效。主要回收目标是：对常量池的回收；对类型的卸载。
根据Java虚拟机规范的规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。
1.4、程序计数器（Program Counter Register）
程序计数器是一块较小的内存空间。
当前线程所执行的字节码的行号指示器（那条字节码指令的地址）。字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。
如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是Natvie方法，这个计数器值则为空（Undefined）。
线程私有，每条线程都有自己的程序计数器。
生命周期：随着线程的创建而创建，随着线程的结束而销毁。
是唯一一个不会出现OutOfMemoryError的内存区域。
由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器（对于多核处理器来说是一个内核）只会执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程之间的计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。

1.5、本地方法栈（Native Method Stacks）
本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。
虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。
与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。
二、JVM控制参数
先看一张图，这张图能很清晰的说明JVM内存结构的布局和相应的控制参数：

控制参数：

堆（Heap）：
-Xms 设置堆的最小空间大小。
-Xmx 设置堆的最大空间大小。
-XX:NewSize 设置新生代最小空间大小。
-XX:MaxNewSize 设置新生代最大空间大小。
没有直接设置老年代的参数，但是可以设置堆空间大小和新生代空间大小两个参数来间接控制。
老年代空间大小=堆空间大小-年轻代大空间大小
方法区
-XX:PermSize 设置永久代最小空间大小。
-XX:MaxPermSize 设置永久代最大空间大小。
栈/本地方法栈
-Xss 设置每个线程的堆栈大小。
三、常见内存溢出错误
Exception in thread “main”: java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
原因：对象不能被分配到堆内存中。
Exception in thread “main”: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
原因：类或者方法不能被加载到老年代。它可能出现在一个程序加载很多类的时候，比如引用了很多第三方的库。
Exception in thread “main”: java.lang.OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
原因：创建的数组大于堆内存的空间。
Exception in thread “main”: java.lang.OutOfMemoryError: request bytes for . Out of swap space?
原因：分配本地分配失败。JNI、本地库或者Java虚拟机都会从本地堆中分配内存空间。
Exception in thread “main”: java.lang.OutOfMemoryError: （Native method）
原因：同样是本地方法内存分配失败，只不过是JNI或者本地方法或者Java虚拟机发现。

参考链接：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/38348646

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4NDY5Mjc1Mg==&mid=2247483949&idx=1&sn=8b69d833bbc805e63d5b2fa7c73655f5&chksm=ebf6da52dc815344add64af6fb78fee439c8c27b539b3c0e87d8f6861c8422144d516ae0a837&scene=21#wechat_redirect

原文地址https://www.cnblogs.com/xiexiandong/p/12845933.html

微信关注我们

原文链接：https://yq.aliyun.com/articles/759278

转载内容版权归作者及来源网站所有！

低调大师中文资讯倾力打造互联网数据资讯、行业资源、电子商务、移动互联网、网络营销平台。持续更新报道IT业界、互联网、市场资讯、驱动更新,是最及时权威的产业资讯及硬件资讯报道平台。

体温异常预警桂花网蓝牙测温解决方案护航校园安全复学

云栖号资讯：【点击查看更多行业资讯】在这里您可以找到不同行业的第一手的上云资讯，还在等什么，快来！随着各地中小学校陆续开学，安静多日的校园终于重新恢复了往日的活力。开学复课，是疫情防控进入常态化阶段的重要标志，也是日常生活回归正轨的重要体现。然而，复学复课是一项复杂工程，牵涉到授课、活动、就餐，乃至住宿等多个环节，每一项都是疫情防控的变量。学校作为人群密集场所，如何保障广大师生的健康安全成为公众最为关心的问题。体温检测、食堂门前的“一米线”、心理辅导室……这些已经成为各地学校的开学“标配”。在各项防控举措中，体温测量无疑是保障校园安全的第一道防线。然而一个现实问题是，人体体温是存在变化的，每天入校前的体温检测只能针对学生当前的体温情况作为甄别疑似患者的依据，无法判断出学生当天的体温是否都保持在正常的区间。针对这一情况，很多学校都将体温筛查作为一项重要的防控措施，但校园内师生众多，随机筛查并不能覆盖到每个人，而采用传统的测温手段也很难实现对每一位师生体温的实时监测。而且，传统的筛查方式耗时耗力，会大大影响师生们正常的工作学习。疫情当下，桂花网重磅推出蓝牙手环测温解决方案，有效解决...

2020-05-09

546

Java 经典面试题：聊一聊 JUC 下的 LinkedBlockingQueue 本文聊一下 JUC 下的 LinkedBlockingQueue 队列，先说说 LinkedBlockingQueue 队列的特点，然后再从源码的角度聊一聊 LinkedBlockingQueue 的主要实现~ LinkedBlockingQueue 有以下特点： LinkedBlockingQueue 是阻塞队列，底层是单链表实现的~元素从队列尾进队，从队列头出队，符合FIFO~可以使用 Collection 和 Iterator 两个接口的所有操作，因为实现了两者的接口~LinkedBlockingQueue 队列读写操作都加了锁，但是读写用的是两把不同的锁，所以可以同时读写操作~LinkedBlockingQueue 队列继承了AbstractQueue类，实现了BlockingQueue接口，LinkedBlockingQueue 主要有以下接口： //将指定的元素插入到此队列的尾部（如果立即可行且不会超过该队列的容量）//在成功时返回 true，如果此队列已满，则抛IllegalStateEx...

2020-05-08

545

资源下载

更多资源

优质分享App

近一个月的开发和优化，本站点的第一个app全新上线。该app采用极致压缩，本体才4.36MB。系统里面做了大量数据访问、缓存优化。方便用户在手机上查看文章。后续会推出HarmonyOS的适配版本。

Nacos

Nacos /nɑ:kəʊs/ 是 Dynamic Naming and Configuration Service 的首字母简称，一个易于构建 AI Agent 应用的动态服务发现、配置管理和AI智能体管理平台。Nacos 致力于帮助您发现、配置和管理微服务及AI智能体应用。Nacos 提供了一组简单易用的特性集，帮助您快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据、流量管理。Nacos 帮助您更敏捷和容易地构建、交付和管理微服务平台。

Spring

Spring框架（Spring Framework）是由Rod Johnson于2002年提出的开源Java企业级应用框架，旨在通过使用JavaBean替代传统EJB实现方式降低企业级编程开发的复杂性。该框架基于简单性、可测试性和松耦合性设计理念，提供核心容器、应用上下文、数据访问集成等模块，支持整合Hibernate、Struts等第三方框架，其适用范围不仅限于服务器端开发，绝大多数Java应用均可从中受益。

Rocky Linux

Rocky Linux（中文名：洛基）是由Gregory Kurtzer于2020年12月发起的企业级Linux发行版，作为CentOS稳定版停止维护后与RHEL（Red Hat Enterprise Linux）完全兼容的开源替代方案，由社区拥有并管理，支持x86_64、aarch64等架构。其通过重新编译RHEL源代码提供长期稳定性，采用模块化包装和SELinux安全架构，默认包含GNOME桌面环境及XFS文件系统，支持十年生命周期更新。