JVM内存分区

内存分区

内存区域划分与特性

1. 方法区（Method Area）

   • 性质：所有线程共享的内存区域，存储已加载的类信息，包括常量、静态变量、方法代码等。
   • 对象访问方式：
     • 句柄访问：在堆内存中开辟句柄池，引用存储的是对象句柄地址，句柄包含对象实例数据和类型数据的具体地址信息，这种方式较为稳定。
     • 直接指针访问：Java堆对象布局直接包含方法区类型数据相关信息，引用中存储的是对象实例的地址。
   • 运行时常量池：方法区的一部分，存储常量和类中的符号引用。符号引用在类解析时转化为直接引用，直接引用指向方法区内存中的地址。

2. 堆区（Heap）

   • 用途：用于存放对象实例，是JVM中最大的内存区域，其大小由 -Xms 和 -Xmx 参数设定。
   • 设置方式：
     • -Xms：JVM启动时申请的最小堆内存，默认为操作系统物理内存的1/64但不超过1G。
     • -Xmx：JVM可以申请的最大堆内存，默认为操作系统物理内存的1/4但不超过1G。
   • 内存细分：
     • 年轻代（Young/New Generation）：存放新分配的对象，可通过 -Xmn 设置大小，由 Eden、From Survivor、To Survivor 三部分构成。
     • 老年代（Old/Tenured Generation）：年轻代中经过垃圾回收未能回收的对象会被移动至此，通常包含大对象和长生命周期对象。
     • 永久代/元数据区（Perm/Metaspace）：在较旧版本的JVM中存放类、方法的元信息，大小可通过参数调整，新版本JDK已改为元数据区。

3. 栈区（Java Virtual Machine Stack）

   • 结构：栈由栈帧组成，遵循先进后出原则，存储方法运行时的局部变量、方法出口等信息。
   • 栈内存溢出：当调用方法时，会在栈中创建栈帧，用于存放这些数据，方法调用结束时栈帧消失。若递归调用过深或局部变量过大可能导致栈内存溢出，抛出 StackOverflowError 异常。
   • 设置方式：使用 -Xss 参数设置每个线程栈空间大小。

4. 本地方法栈（Native Method Stacks）

   • 功能：类似于Java虚拟机栈，服务于Native方法，而java虚拟机栈是为java方法服务的。
   • 设置方式：在Hotspot虚拟机中，本地方法栈与虚拟机栈合并，因此 -Xoss 参数无效。

5. 程序计数器（Program Counter Register）

   • 简介：最小的内存区域，保存当前线程执行的字节码指令地址，通过改变计数器值选择下一条待执行指令。

对象实例查找与内存溢出异常

当执行 Object obj = new Object(); 时，会在虚拟机栈的局部变量表创建对象引用 obj，在堆内存创建对象实例，并通过句柄或直接指针关联对象实例与类数据。

• 句柄方式：引用存储的是句柄地址，句柄中包含了实例数据和类数据的地址。
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• 直接指针方式：引用存储的是对象实例地址，实例内部包含定位类数据的地址。
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内存溢出相关异常

• StackOverflowError：线程请求的栈深度超过了虚拟机允许的最大值。
• OutOfMemoryError：线程扩展增加的内存超过了虚拟机可提供的最大内存限制。

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