2018-10-03

推薦原文 原文作者：純潔的微笑

JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)主要有三大塊：堆內(nèi)存、方法區(qū)和棧匆赃。
堆內(nèi)存是JVM中最大的一塊由年輕代和老年代組成淤毛，而年輕代內(nèi)存又被分成三部分，Eden空間算柳、From Survivor空間低淡、To Survivor空間,默認(rèn)情況下年輕代按照8:1:1的比例來分配；
方法區(qū)存儲類信息瞬项、常量蔗蹋、靜態(tài)變量等數(shù)據(jù)，是線程共享的區(qū)域囱淋，為與Java堆區(qū)分猪杭，方法區(qū)還有一個別名Non-Heap(非堆)；棧又分為java虛擬機棧和本地方法棧主要用于方法的執(zhí)行妥衣。
棧又分為java虛擬機棧和本地方法棧主要用于方法的執(zhí)行
方法區(qū)和堆是所有線程共享的內(nèi)存區(qū)域皂吮；而java棧阻肿、本地方法棧和程序計數(shù)器是運行時線程私有的內(nèi)存區(qū)域裳涛。

控制參數(shù)：
-Xms設(shè)置堆的最小空間大小雅镊。
-Xmx設(shè)置堆的最大空間大小啤誊。
-XX:NewSize設(shè)置新生代最小空間大小冈止。
-XX:MaxNewSize設(shè)置新生代最大空間大小狂票。
-XX:PermSize設(shè)置永久代最小空間大小。
-XX:MaxPermSize設(shè)置永久代最大空間大小熙暴。
-Xss設(shè)置每個線程的堆棧大小闺属。

堆（Heap）

Java堆是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，在虛擬機啟動時創(chuàng)建周霉。此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對象實例掂器，幾乎所有的對象實例都在這里分配內(nèi)存。

Java堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域俱箱，因此很多時候也被稱做“GC堆”国瓮。如果從內(nèi)存回收的角度看，由于現(xiàn)在收集器基本都是采用的分代收集算法狞谱，所以Java堆中還可以細(xì)分為：新生代和老年代乃摹；再細(xì)致一點的有Eden空間、From Survivor空間跟衅、To Survivor空間等孵睬。

如果在堆中沒有內(nèi)存完成實例分配，并且堆也無法再擴展時伶跷，將會拋出OutOfMemoryError異常掰读。

方法區(qū)（Method Area）

方法區(qū)（Method Area）與Java堆一樣，是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域叭莫，它用于存儲已被虛擬機加載的類信息蹈集、常量、靜態(tài)變量雇初、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)拢肆。雖然Java虛擬機規(guī)范把方法區(qū)描述為堆的一個邏輯部分，但是它卻有一個別名叫做Non-Heap（非堆）抵皱，目的應(yīng)該是與Java堆區(qū)分開來善榛。

對于習(xí)慣在HotSpot虛擬機上開發(fā)和部署程序的開發(fā)者來說，很多人愿意把方法區(qū)稱為“永久代”（Permanent Generation）呻畸，本質(zhì)上兩者并不等價移盆，僅僅是因為HotSpot虛擬機的設(shè)計團隊選擇把GC分代收集擴展至方法區(qū)，或者說使用永久代來實現(xiàn)方法區(qū)而已伤为。

Java虛擬機規(guī)范對這個區(qū)域的限制非常寬松咒循，除了和Java堆一樣不需要連續(xù)的內(nèi)存和可以選擇固定大小或者可擴展外据途，還可以選擇不實現(xiàn)垃圾收集。相對而言叙甸，垃圾收集行為在這個區(qū)域是比較少出現(xiàn)的颖医，但并非數(shù)據(jù)進入了方法區(qū)就如永久代的名字一樣“永久”存在了。這個區(qū)域的內(nèi)存回收目標(biāo)主要是針對常量池的回收和對類型的卸載裆蒸，一般來說這個區(qū)域的回收“成績”比較難以令人滿意熔萧，尤其是類型的卸載，條件相當(dāng)苛刻僚祷，但是這部分區(qū)域的回收確實是有必要的佛致。

根據(jù)Java虛擬機規(guī)范的規(guī)定，當(dāng)方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需求時辙谜，將拋出OutOfMemoryError異常俺榆。

程序計數(shù)器（Program Counter Register）

程序計數(shù)器（Program Counter Register）是一塊較小的內(nèi)存空間，它的作用可以看做是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器装哆。在虛擬機的概念模型里（僅是概念模型罐脊，各種虛擬機可能會通過一些更高效的方式去實現(xiàn)），字節(jié)碼解釋器工作時就是通過改變這個計數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令蜕琴，分支萍桌、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)奸绷、異常處理梗夸、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴這個計數(shù)器來完成。
由于Java虛擬機的多線程是通過線程輪流切換并分配處理器執(zhí)行時間的方式來實現(xiàn)的号醉，在任何一個確定的時刻反症，一個處理器（對于多核處理器來說是一個內(nèi)核）只會執(zhí)行一條線程中的指令。因此畔派，為了線程切換后能恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置铅碍，每條線程都需要有一個獨立的程序計數(shù)器，各條線程之間的計數(shù)器互不影響线椰，獨立存儲胞谈，我們稱這類內(nèi)存區(qū)域為“線程私有”的內(nèi)存。
如果線程正在執(zhí)行的是一個Java方法憨愉，這個計數(shù)器記錄的是正在執(zhí)行的虛擬機字節(jié)碼指令的地址烦绳；如果正在執(zhí)行的是Natvie方法，這個計數(shù)器值則為空（Undefined）配紫。

此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個在Java虛擬機規(guī)范中沒有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域径密。

棧（JVM Stacks）

與程序計數(shù)器一樣，Java虛擬機棧（Java Virtual Machine Stacks）也是線程私有的躺孝，它的生命周期與線程相同享扔。虛擬機棧描述的是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）用于存儲局部變量表底桂、操作棧、動態(tài)鏈接惧眠、方法出口等信息籽懦。每一個方法被調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程，就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機棧中從入棧到出棧的過程氛魁。

局部變量表存放了編譯期可知的各種基本數(shù)據(jù)類型（boolean暮顺、byte、char呆盖、short拖云、int、float应又、long、double）乏苦、對象引用（reference類型株扛，它不等同于對象本身，根據(jù)不同的虛擬機實現(xiàn)汇荐，它可能是一個指向?qū)ο笃鹗嫉刂返囊弥羔樁淳停部赡苤赶蛞粋€代表對象的句柄或者其他與此對象相關(guān)的位置）和returnAddress類型（指向了一條字節(jié)碼指令的地址）。

其中64位長度的long和double類型的數(shù)據(jù)會占用2個局部變量空間（Slot）掀淘，其余的數(shù)據(jù)類型只占用1個旬蟋。局部變量表所需的內(nèi)存空間在編譯期間完成分配，當(dāng)進入一個方法時革娄，這個方法需要在幀中分配多大的局部變量空間是完全確定的倾贰，在方法運行期間不會改變局部變量表的大小。

在Java虛擬機規(guī)范中拦惋，對這個區(qū)域規(guī)定了兩種異常狀況：如果線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的深度匆浙，將拋出StackOverflowError異常；如果虛擬機棽扪可以動態(tài)擴展（當(dāng)前大部分的Java虛擬機都可動態(tài)擴展首尼，只不過Java虛擬機規(guī)范中也允許固定長度的虛擬機棧），當(dāng)擴展時無法申請到足夠的內(nèi)存時會拋出OutOfMemoryError異常言秸。

本地方法棧（Native Method Stacks）
本地方法棧（Native Method Stacks）與虛擬機棧所發(fā)揮的作用是非常相似的软能，其區(qū)別不過是虛擬機棧為虛擬機執(zhí)行Java方法（也就是字節(jié)碼）服務(wù)，而本地方法棧則是為虛擬機使用到的Native方法服務(wù)举畸。虛擬機規(guī)范中對本地方法棧中的方法使用的語言查排、使用方式與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并沒有強制規(guī)定，因此具體的虛擬機可以自由實現(xiàn)它俱恶。甚至有的虛擬機（譬如Sun HotSpot虛擬機）直接就把本地方法棧和虛擬機棧合二為一雹嗦。與虛擬機棧一樣范舀，本地方法棧區(qū)域也會拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常。