摘要：最近在壓測的時(shí)候遇到了OutOfMemoryError錯誤，發(fā)現(xiàn)是jvm內(nèi)存超限今瀑，雖然過程是數(shù)據(jù)庫瓶頸導(dǎo)致線程阻塞录煤，垃圾回收不及時(shí)所導(dǎo)致罩息，但當(dāng)時(shí)解決問題的時(shí)候還是采用了一個(gè)治標(biāo)不治本的法子：使用-Xms -Xmx調(diào)整jvm堆查占用內(nèi)存，后面發(fā)現(xiàn)沒解決根本為題茫经，無論將 -Xmx調(diào)整到多大巷波，只是增大緩存，最終還是會被塞滿卸伞，報(bào)OutOfMemoryError錯誤抹镊。
因此，在解決該問題后有特意了解了下jvm的內(nèi)存結(jié)構(gòu)和回收機(jī)制
一荤傲、jvm內(nèi)存模型
- 程序計(jì)數(shù)器
- java虛擬機(jī)棧
- 本地方法棧
- java堆
- 方法區(qū)
- 運(yùn)行時(shí)常量池
1垮耳、程序計(jì)數(shù)器
其實(shí)在了解程序計(jì)數(shù)器之前多線程執(zhí)行連貫性問題對我有些困擾，總不理解為啥多線程各個(gè)指令遂黍、數(shù)據(jù)不會竄線终佛。
程序計(jì)數(shù)器，是一塊較小的內(nèi)存空間雾家，它的作用可以看做是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器铃彰，運(yùn)行的程序已經(jīng)是字節(jié)碼了，而字節(jié)碼解釋器工作時(shí)就是通過改變這個(gè)計(jì)數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令
每一個(gè)線程都有獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器芯咧，屬于每個(gè)線程的"私有內(nèi)存"牙捉，以此也可以來確保線程命令不會"竄線"竹揍。
2、java虛擬機(jī)棧
簡單理解鹃共，就是java的方法鬼佣，每個(gè)方法被執(zhí)行的時(shí)候都會同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)棧幀（Stack Frame ①）用于存儲局部變量表、操作棧霜浴、動態(tài)鏈接晶衷、方法出口等信息。每一個(gè)方法被調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程阴孟，就對應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中從入棧到出棧的過程晌纫。
虛擬機(jī)棧內(nèi)存了方法還包括里面包含的局部變量,如數(shù)據(jù)基本類型（int ，char....）,也包方法中所含對象的地址（注意永丝，此處是存對象地址锹漱，對象本身存在java堆中）。
當(dāng)方法出棧時(shí)該部分內(nèi)容會被釋放慕嚷。
3哥牍、本地方法棧
這個(gè)概念我也沒太明白，目前理解就是和java虛擬機(jī)棧一樣喝检，有點(diǎn)區(qū)別就是使用native修飾的方法會放到這個(gè)棧中嗅辣，望大神指教，指正挠说。
4澡谭、java堆
java堆是占用java虛擬機(jī)最大空間的一塊內(nèi)存，可以粗暴點(diǎn)理解就是存對象的地方损俭，Java 堆是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域蛙奖，在虛擬機(jī)啟動時(shí)創(chuàng)建。此內(nèi)存區(qū)域的
唯一目的就是存放對象實(shí)例杆兵，幾乎所有的對象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存雁仲。套用下Java 虛擬機(jī)規(guī)范：所有的對象實(shí)例以及數(shù)組都要在堆上分配。但也并非絕對（做判斷題要注意）琐脏。
這塊內(nèi)存分配就是我上文中所說使用-Xms和-Xmx來調(diào)節(jié)和實(shí)現(xiàn)拓展的伯顶。-Xms是最小占用空間，-Xmx是最大占用空間骆膝，可浮動祭衩。-Xmx默認(rèn)占用物理內(nèi)存的1/4，到如兩者相等則為固定值阅签。
5掐暮、方法區(qū)
包括常量、類變量政钟、靜態(tài)變量路克、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)樟结。屬于多線程恒共享數(shù)據(jù)【悖可以理解為jvm不停瓢宦，這里面的數(shù)據(jù)就會一直存在。真真的全局變量
二灰羽、直接內(nèi)存
這一塊怕說不明白驮履，我引用下：
直接內(nèi)存（Direct Memory）并不是虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，也不是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域廉嚼，但是這部分內(nèi)存也被頻繁地使用玫镐，而且也可能導(dǎo)致OutOfMemoryError 異常出現(xiàn)，所以我們放到這里一起講解怠噪。在JDK 1.4 中新加入了NIO（New Input/Output）類恐似，引入了一種基于通道（Channel）與緩沖區(qū)（Buffer）的I/O 方式，它可以使用Native 函數(shù)庫直接分配堆外內(nèi)存傍念，然后通過一個(gè)存儲在Java 堆里面的DirectByteBuffer 對象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作矫夷。這樣能在一些場景中顯著提高性能，因?yàn)楸苊饬嗽贘ava 堆和Native 堆中來回復(fù)制數(shù)據(jù)憋槐。
顯然口四，本機(jī)直接內(nèi)存的分配不會受到Java 堆大小的限制，但是秦陋，既然是內(nèi)存，則肯定還是會受到本機(jī)總內(nèi)存（包括RAM 及SWAP 區(qū)或者分頁文件）的大小及處理器尋址空間的限制治笨。服務(wù)器管理員配置虛擬機(jī)參數(shù)時(shí)驳概，一般會根據(jù)實(shí)際內(nèi)存設(shè)置-Xmx等參數(shù)信息，但經(jīng)常會忽略掉直接內(nèi)存旷赖，使得各個(gè)內(nèi)存區(qū)域的總和大于物理內(nèi)存限制（包括物理上的和操作系統(tǒng)級的限制）顺又，從而導(dǎo)致動態(tài)擴(kuò)展時(shí)出現(xiàn)OutOfMemoryError異常。
邏輯內(nèi)存模型我們已經(jīng)看到了等孵，那當(dāng)我們建立一個(gè)對象的時(shí)候是怎么進(jìn)行訪問的呢稚照？
在Java 語言中，對象訪問是如何進(jìn)行的俯萌？對象訪問在Java 語言中無處不在果录，是最普通的程序行為，但即使是最簡單的訪問咐熙，也會卻涉及Java 棧弱恒、Java 堆、方法區(qū)這三個(gè)最重要內(nèi)存區(qū)
域之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系棋恼，如下面的這句代碼：
Object obj = new Object();
假設(shè)這句代碼出現(xiàn)在方法體中返弹，那“Object obj”這部分的語義將會反映到Java 棧的本地變量表中锈玉，作為一個(gè)reference 類型數(shù)據(jù)出現(xiàn)。而“new Object()”這部分的語義將會反映到Java 堆中义起，形成一塊存儲了Object 類型所有實(shí)例數(shù)據(jù)值（Instance Data拉背，對象中各個(gè)實(shí)例字段的數(shù)據(jù)）的結(jié)構(gòu)化內(nèi)存，根據(jù)具體類型以及虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的對象內(nèi)存布局（Object Memory Layout）的不同默终，這塊內(nèi)存的長度是不固定的椅棺。另外，在Java 堆中還必須包含能查找到此對象類型數(shù)據(jù)（如對象類型穷蛹、父類土陪、實(shí)現(xiàn)的接口、方法等）的地址信息肴熏，這些類型數(shù)據(jù)則存儲在方法區(qū)中鬼雀。由于reference 類型在Java 虛擬機(jī)規(guī)范里面只規(guī)定了一個(gè)指向?qū)ο蟮囊茫]有定義這個(gè)引用應(yīng)該通過哪種方式去定位蛙吏，以及訪問到Java 堆中的對象的具體位置源哩，因此不同虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的對象訪問方式會有所不同，主流的訪問方式有兩種：使用句柄和直接指針鸦做。
如果使用句柄訪問方式励烦，Java 堆中將會劃分出一塊內(nèi)存來作為句柄池，reference中存儲的就是對象的句柄地址泼诱，而句柄中包含了對象實(shí)例數(shù)據(jù)和類型數(shù)據(jù)各自的=具體地址信息坛掠，如下圖所示。
如果使用直接指針訪問方式治筒，Java 堆對象的布局中就必須考慮如何放置訪問類型數(shù)據(jù)的相關(guān)信息屉栓，reference 中直接存儲的就是對象地址，如下圖所示
這兩種對象的訪問方式各有優(yōu)勢耸袜，使用句柄訪問方式的最大好處就是reference 中存儲的是穩(wěn)定的句柄地址友多，在對象被移動（垃圾收集時(shí)移動對象是非常普遍的行為）時(shí)只會改變句柄中的實(shí)例數(shù)據(jù)指針，而reference 本身不需要被修改堤框。使用直接指針訪問方式的最大好處就是速度更快域滥，它節(jié)省了一次指針定位的時(shí)間開銷，由于對象的訪問在Java 中非常頻繁蜈抓，因此這類開銷積少成多后也是一項(xiàng)非称舸拢可觀的執(zhí)行成本。就本書討論的主要虛擬機(jī)Sun HotSpot 而言沟使，它是使用第二種方式進(jìn)行對象訪問的酬土，但從整個(gè)軟件開發(fā)的范圍來看，各種語言和框架使用句柄來訪問的情況也十分常見格带。
三撤缴、GC機(jī)制
GC 垃圾回收刹枉，主要針對區(qū)域?yàn)閖ava堆∏唬回收未被有效引用的無用對象微宝。
此處主要梳理下回收流程，回收詳解及算法分析可可參考下文章：
https://www.cnblogs.com/xiaoxi/p/6486852.html
java堆包含NewSpace和OldSpace兩部分虎眨，且NewSpace區(qū)域分為Eden區(qū)蟋软、From區(qū)、To區(qū)嗽桩。三者大小固定岳守。
當(dāng)有新對象進(jìn)入時(shí)，會率先存入Eden區(qū)碌冶，from區(qū)和to區(qū)是兩個(gè)相對的概念湿痢。
步驟 ：
1、當(dāng)有新對象產(chǎn)生扑庞，會存入到Eden區(qū)譬重，但到Eden區(qū)存不下該對象時(shí)，此時(shí)jvm執(zhí)行一次Minor GC 罐氨，會將所有無用對象回收臀规，將有用的對象放在to區(qū)，新增的對象放在Eden區(qū)栅隐，此時(shí)From 區(qū)為空
2塔嬉、當(dāng)新對象繼續(xù)產(chǎn)生，Eden區(qū)再裝滿租悄，在執(zhí)行一次Minor GC,回收無用對象谨究，將Eden中有用的對象和‘1’中To去中有用的對象 存入‘1’的From區(qū)。此時(shí)‘1’中的From區(qū)和To區(qū)角色切換恰矩。新的From區(qū)為空
3、重復(fù)1憎蛤、2外傅，直到執(zhí)行一次Minor GC時(shí)newSpace中的To區(qū)裝不下依然有用的對象，此時(shí)所有老對象被放入OldSpace中俩檬。
4萎胰、進(jìn)入OldSpace的幾種情況
- 如3所描述，當(dāng)執(zhí)行Minor GC時(shí)棚辽，newSpace中的To區(qū)存不下還存活的對象時(shí)技竟，會把所有存活對象放入OldSpace
- 當(dāng)新建的對象太大時(shí)，直接存到OldSpace
- 當(dāng)對象存活年齡較大時(shí)（可通過已經(jīng)挺過多少次Minor GC來計(jì)算）屈藐，存入OldSpace
- 動態(tài)判斷年齡榔组，如某個(gè)年齡的對象已經(jīng)超過newSpace中To區(qū)的一半時(shí)熙尉，將大于等于改年齡的對象放入OldSpace
5、再次重復(fù)以上過程搓扯，當(dāng)出現(xiàn)OldSpace也存不下還存活的對象時(shí)检痰，則對整個(gè)java堆執(zhí)行一次Full GC，檢查當(dāng)前java堆所有對象使用情況锨推，并回收無用對象铅歼。若此時(shí)還不能給新對象分配內(nèi)存，或者按規(guī)矩要存入OldSpace的對象無法存入時(shí)换可，則報(bào)出OutOfMemoryError異常
