JVM内存管理

几个重要的概念：

java进程 -- 当启动一个java程序时，操作系统为进程分配资源，包括内存空间等

jvm -- java进程中必须存在的部分，通俗的说，即启动java程序时，jvm也就启动了，java字节码运行在jvm的管理之中

native method -- java跨平台的同时也损失了一些性能，native method使得java可以调用别的语言实现的一些功能模块，如C/C++写的.dll/.so，这些方法的实现代码运行在JVM之　　　　　　　　　　外，所以内存的管理由程序员自己负责，如果这部分程序有内存泄漏，也会造成java进程的内存一直增长。

动态链接库 -- linux 下形如 libx.so, windows下形如libx.dll

jvm内存管理模型

在jvm中内存可分为两大类，线程共享内存和线程私有内存。

1. 线程共享内存包括：
   • Method Area
     • 方法区，这部分存储的是jvm加载的class的信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码等
   • Java Heap
     • java堆，这部分区域是java的所有对象实例，数组等的所在
2. 线程私有内存区：
   • Program Counter Register
     • 程序计数寄存器，每个线程有自己的技术寄存器，存储当前线程执行字节码的地址
   • JVM Stack
     • jvm栈区，每启动一个线程，jvm就为该线程分配一个栈区，线程调用方法时和方法返回时会进行入栈和出栈操作
   • Native Stack
     • 本地方法栈区，与jvm stack类似，不过此区域是为调用本地方法服务的

JDK1.4引入了NIO，出现了一个新的内存概念，DirectMemory（直接内存），它并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是虚拟机规范中定义的内存区域。

在NIO中，引入了一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）的I/O方式，他可以使用Native函数库直接分配对外内存，然后通过存储在java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作，这样在一些场合下避免了在java堆和Native堆中来回复制数据，从而提高性能。

 

Jvm的垃圾收集器GC主要运行于Java Heap中，根据具体的垃圾收集策略，回收堆中对象所占空间，具体的垃圾收集策略以后有时间再补充

而在Method Area中，GC也会回收一些没有用的Class信息，但判断一个类信息没用的条件非常苛刻。在一些框架中，例如Spring、Struts等，由于使用动态代理和反射机制，会有大量的类信息，如果Method Area的大小设置较低，会抛出OutOfMemoryError（内存溢出错误异常）。此区域大小设置见下文。

在栈区，当线程结束后，GC也会收集其所占用的栈区内存空间

 

上述内存区域的大小理论上都是可以在JVM启动时加入参数来设置的，具体是否有效要看具体实现

以最典型的sun的hotspot为例

 -Xms20M 最小堆内存设置为20M，据说默认为物理内存的1/64

 -Xmx40M 最大堆内存设置为40M，默认为物理内存的1/4

 -Xss2M 设置栈区的大小，-Xoss理论上是可以设置本地方法栈的大小，但实际上是无效的，因为hotspot不区分JVM stack 和 Native Stack

 -XX:PermSize=20M 设置方法区的初始大小，默认为物理内存的1/64

 -XX:MaxPermSize=30M 设置方法区的最大值，默认为物理内存的1/4

还有的说法是，MaxPermSize缺省值和-server -client选项相关。

　　-server选项下默认MaxPermSize为64m 

　　-client选项下默认MaxPermSize为32m

note：-server即运行服务器程序，jvm会进行一些优化；-client是以客户端程序运行，默认为-client

直接内存也会溢出，可以通过 -XX:MaxDirectMemorySize=10M 来设置，默认和-Xmx一样，具体参见book 《深入理解Java虚拟机》 周志明著