第二章 java内存区域与内存溢出异常

2.2 运行时数据区域

1. 程序计数器：线程私有，没有OOM，当前执行的java方法则是虚拟机字节码指令的地址，如果是native，则为空(undefined)。
2. 虚拟机栈：线程私有，生命周期与线程相同，每个方法对应一个栈帧(局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等)，方法的执行就是栈帧的出栈和入栈。抛出栈溢出异常(线程申请的栈深度过大)和内存溢出(无法申请到足够的内存来扩展)异常。
3. 本地方法栈：与虚拟机栈的区分是，为native方法服务。
4. 堆：线程共享，存放对象的实例、数组，可以划分出多个线程私有的分配缓冲区。存储空间在逻辑上是连续的，但是对于大对象类似于数组对象，可能要求存储空间在物理上连续以方便管理。可以扩展(-Xmx、-Xms)，不能扩展则抛出OOM。
5. 方法区：线程共享，存放虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译产生的代码缓存等。"永久代"：实现方法区的方式不同，HotSpot使用永久代来实现方法区，物理上还是存在于堆空间，方便使用HotSpot的垃圾管理器来管理方法区。在java8中，废弃了永久代的概念，在本地内存中实现方法区，称为元空间。这部分的内存回收主要指常量池的回收和类型的卸载，会抛出OOM。
6. 运行时常量池：属于方法区的一部分。在Class文件中，有一项信息是常量池表，用于存放编译器生成的字面量和符号引用(一般还包括翻译出来的直接引用)，这部分信息在类加载之后放到方法区的运行时常量池中。除了编译器确定的常量外，运行时产生的常量(String.intern())也会放到这里，会抛出OOM。

2.3 HotSpot虚拟机对象探秘

　　介绍HotSpot虚拟机在java堆中管理对象的方法。

　　2.3.1 对象的创建(不包括数组和Class对象)

　　new SomeObject()；

1. 类加载检查　在java虚拟机遇到new指令时，检查在常量池中能否找到一个类的符号引用，进而检查代表的类是否已经完成加载、解析和初始化，如果没有需要预先执行类的加载。
2. 分配内存
   1. 指针碰撞：内存划分规整，例如使用Serial、ParNew垃圾回收器回收的内存
   2. 空闲列表：使用CMS回收的内存
   3. 同步问题：解决并发分配内存问题，1.CAS+失败重试 2.预先给每个线程分配缓存(TLAB)
   4. 在分配完内存后，将内存空间(不包括对象头)初始化为零值，使不需要在程序里赋初始值就能访问
3. 设置对象头　
4. 执行<init>()构造器方法对对象初始化

 　　2.3.2 对象的内存布局

1. 对象头
   1. 第一部分：存储对象运行时的数据(Mark Word)：HashCode、GC分代年龄、锁状态标志位(01未锁定、00轻量级锁定、10重量级锁定、11GC标记)、持有锁的线程在栈帧中对当前Mark Word的拷贝的地址、偏向线程ID、偏向时间戳
   2. 第二部分：类型指针，指向该对象所属的类型数据。
   3. 第三部分：如果对象是数组，记录数组的长度
2. 实例数据
3. 对齐填充　HotSpot虚拟机规定对象的大小必须是8字节的整数倍

　　2.3.3 对象的访问定位

　　通过栈的存储的对象引用操作堆上面的具体对象。具体访问的实现方式不在《java虚拟机规范》中限制。

1. 句柄访问：Java堆中划分一部分内存作为句柄池。对象引用中存储的是句柄地址，句柄中存储了对象实例的地址(堆)和对象类型信息的地址(方法区)。
2. 直接指针：Java堆中存储的是对象实例地址。在对象实例中，有对象类型信息的指针。

　　这两种方式各有优势，使用句柄访问，当对象实例移动时(垃圾回收时)，不需要改变对象引用中的句柄地址，而直接指针访问则省去了一次访问。HotSpot主要使用第二种方式来进行对象访问。