JVM(一)-內(nèi)存區(qū)域與內(nèi)存溢出

參考:《深入理解JVM——高級特性與最佳實(shí)踐》

一当宴、運(yùn)行時的數(shù)據(jù)區(qū)域

數(shù)據(jù)區(qū)的線程隔離和線程共享

程序計數(shù)器
當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器,保證線程切換之后能回到正確的執(zhí)行位置泽疆,是唯一一個在java虛擬機(jī)規(guī)范中沒有規(guī)定OOM情況的區(qū)域户矢。

虛擬機(jī)棧
生命周期與線程相同,描述的是java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型:每個方法被執(zhí)行的時候都會同時創(chuàng)建一個棧幀(Stack Frame)用于存局部變量表殉疼、操作棧梯浪、動態(tài)鏈接捌年、方法出口等。每一個方法被調(diào)用至執(zhí)行完的過程挂洛,就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機(jī)中從入棧到出棧的過程礼预。
局部變量表存放了編譯期間可知的各種基本數(shù)據(jù)類型,所需要的內(nèi)存在編譯期間完成分配虏劲,在運(yùn)行期間不會改變局部變量表的大小托酸。

兩種異常: 
StackOverflowError線程請求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的深度; 
OutOfMemoryError虛擬機(jī)動態(tài)擴(kuò)展時(使運(yùn)行中的程序去調(diào)用在源代碼中未曾提及的,而是在程序運(yùn)行中決定的類型)無法申請到足夠的內(nèi)存時柒巫。  

本地方法棧
虛擬機(jī)棧為執(zhí)行java服務(wù)励堡,本地棧為使用到的Native方法服務(wù)。

兩種異常: 
StackOverflowError 
OutOfMemoryError

java堆
在虛擬機(jī)啟動的時候創(chuàng)建堡掏,目的是存放對象實(shí)例念秧,是垃圾收集器管理的主要區(qū)域,也被成為GC堆布疼。
java堆可以處于物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間中摊趾,堆內(nèi)存可擴(kuò)展(-Xmx -Xms)。
OutOfMemory:在堆中沒有內(nèi)存完成實(shí)例分配游两,且堆無法擴(kuò)展砾层。

方法區(qū)
存儲已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量贱案、靜態(tài)變量肛炮、即時編譯器編譯后的代碼,物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間宝踪。垃圾回收行為在這個區(qū)域比較少見侨糟,主要針對常量池的回收和對類型的卸載。

運(yùn)行時常量池是方法區(qū)的一部分瘩燥,存放編譯期生成的各種字面量秕重、符號引用和翻譯出來的直接引用(chapter-6)。
OutOfMemory:方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需求時(常量池?zé)o法再申請到內(nèi)存時)厉膀。

直接內(nèi)存
并不是虛擬機(jī)運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)的一部分溶耘,也不是虛擬機(jī)規(guī)范定義的內(nèi)存區(qū)域。NIO(new I/O)類服鹅,引入了基于通道(channel)與緩沖區(qū)(Buffer)的I/O方式凳兵,使用Native函數(shù)直接分配堆外內(nèi)存,然后通過java堆里的DirectByteBuffer對象操作這塊內(nèi)存企软,避免了在java堆和Native堆中來回復(fù)制數(shù)據(jù)庐扫。
OufOfMemoryError:各內(nèi)存區(qū)域的總和大于物理內(nèi)存限制。

二、對象創(chuàng)建

  1. 類的加載:先去常量池中查是否能定位到一個類的符號引用(chapter-7)形庭,檢查這個符號引用所代表的類是否已經(jīng)被加載杰妓。
  2. 為新生對象分配內(nèi)存:指針碰撞法、空閑列表碘勉。為了保證線程安全巷挥,采用TLAB(-XX:+UseTLAB)或CAS+失敗重試的方法分配內(nèi)存。
  3. 將內(nèi)存空間初始化為0.
  4. 設(shè)置對象验靡。對象在存儲中的布局分為對象頭(運(yùn)行時數(shù)據(jù)<如哈希碼倍宾、GC分代表、鎖狀態(tài)胜嗓、縣線程鎖等>和類型指針<即對象指向它的類元數(shù)據(jù)的指針高职,來確定是哪個類的實(shí)例>)、實(shí)例數(shù)據(jù)辞州、對齊填充怔锌。
  5. 調(diào)用init方法。

三变过、對象訪問

object obj = new Object();

object obj反應(yīng)到j(luò)ava棧的本地變量表中埃元,作為一個reference類型數(shù)據(jù)出現(xiàn);new Object()反應(yīng)到j(luò)ava堆中媚狰,形成一塊存儲了Object類型所有實(shí)例數(shù)據(jù)值的結(jié)構(gòu)化內(nèi)存岛杀,還必須包含能找到此對象類型數(shù)據(jù)(對象類型、父類崭孤、實(shí)現(xiàn)接口类嗤、方法等)的地址,這些類型數(shù)據(jù)則存在方法區(qū)中辨宠。

reference類型在java虛擬機(jī)規(guī)范里只規(guī)定了一個指向?qū)ο蟮囊靡怕啵]有定義這個應(yīng)用通過哪種方法定位砰苍,以及訪問到j(luò)ava堆中的對象的具體位置荆隘。兩種方法:

  1. 使用句柄:reference存的是對象句柄地址,好處是穩(wěn)定
  2. 直接指針:存的是對象地址钓觉,好處是速度更快

四派殷、OOM異常

  1. java堆溢出
    不斷的床架對象还最,并保證CG Roots到對象有可達(dá)路徑來避免GC清除這些對象
    配置 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 內(nèi)存異常時轉(zhuǎn)儲快照
  2. 虛擬機(jī)棧和本地方法棧溢出
    單線程時,棧幀太大或虛擬機(jī)棧容量太小毡惜,內(nèi)存無法分配時都拋出StackOverflowError
    多線程時,不斷建立線程產(chǎn)生OOM
    -Xoss 設(shè)置本地方法棧大小
    -Xss 設(shè)置棧容量
    如果是建立線程過多造成的OOM斯撮,解決方案:減少線程數(shù)经伙、更換64位虛擬機(jī)、減少最大堆內(nèi)存(Xmx)、減少棧容量(Xss)帕膜、減少最大方法區(qū)容量(MaxPermSize)枣氧。
  3. 常量池溢出,向運(yùn)行時常量池添加內(nèi)容垮刹,使用String.intern()达吞。
  4. 方法區(qū)溢出,運(yùn)行時產(chǎn)生大量的類荒典。
  5. 本機(jī)直接內(nèi)存溢出酪劫,通過-XX:MaxDirectMemorySize指定,若不指定寺董,和Xmx一樣覆糟。
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