JAVA虚拟机内存结构及分析

た入场券 2024-02-18 16:00 67阅读 0赞

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JAVA虚拟机自动化两大构成，内存动态分配和垃圾收集技术。内存自动分配和GC的相互协作运行，减少JAVA编程内存泄漏和内存溢出的问题。但内存泄漏和内存出，我们也偶尔会碰到。两者的区别有时怎样的呢？

##### 内存泄漏和内存溢出的区别？ #####

*  内存泄漏：程序中动态分配的内存，某些数据或对象，没有及时得到释放和回收，没有足够的内存空间得到使用。
 *  内存溢出：程序运行过程中，无法申请到足够的内存。将见OutOrMemoryError:PermGen space 或jJava heap space
 *  内存泄漏是内存溢出的诱因之一，堆栈内存设置的较小，也会造成内存溢出。

曾经部署项目时出现的问题，多个项目部署到同一个Tomcat服务器中，服务器已启动，就泡了异常OutOrMemoryError:PermGen space 。整个Java相关的服务停摆了，必须通过kill tomcat进程，才能重启启动。 再内存足够的情况下，可以修改Tomcat中的启动配置，如下：

Linux在Tomcat目录下/bin/catalina.sh ，vi 编辑，将 JAVA\_OPTS='-Xms1024m -Xmx1024m -XX:PermSize=256M -XX:MaxNewSize=512m -XX:MaxPermSize=512m' 添加到最上方![20171026222239664][]

***运行时数据区***

运行时数据区，也就是JAVA虚拟机在执行Java程序的过程中将其管理的内存划分为不同性质的数据区域，各区域分工协作，各司其职。主要包括程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、JAVA堆、方法区（包括运行时常量池）。

数据区域以其生命周期分类两类：一、线程独立，与线程生命周期一致（程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈），随线程释放，不涉及到垃圾回收；二、线程共享——GC垃圾回收管理的重要区域（Java堆和方法区）

1.程序计数器

程序计数器是当前线程所执行的字节码行号指示器， 内存较小。字节码解释器通过程序计数器，循环、跳转、分支、异常处理、线程恢复等功能的实现依据。唯一规定OutOfMemoryError的内存区域

2.Java 虚拟机栈（*局部变量表-基本数据类型，对象引用*）

虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧，存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出入口信息。方法执行的过程，也伴随着栈数据入栈和出栈的过程。

虚拟机栈中存储了我们熟知的的基本数据类型（boolean,byte,short,int,float,long,double）和对象引用和returnAddress类型的数据。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，所以程序运行这块内存变化较小。

3.本地方法栈

本地方法栈与JAVA虚拟机栈发挥作用非常相似。Java虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，本地方法栈执行Native方法服务。Native方法是指非Java代码的接口，虚拟机的实现，如HotSpot是通过C,C++和一些汇编语言和java语言编写而成，所以Native方法跟虚拟机使用何种语言相关

4.JAVA堆（*对象实例*）

JAVA区域唯一的目的是存放对象实例，几乎所有对象实例存储在此。JAVA堆是内存最大的一块，被所有线程共享的内存区域，也是垃圾收集器管理的主要区域。

以内存回收可以将JAVA堆分为新生代和老年代，方法区又被称为持久代。也是对象和相应数据在内存中的生命周期长度。

5.方法区（*类信息、常量、静态变量*）

方法区用于存储已被虚拟机记载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据，也是所有线程共享的内存区域。Java虚拟机规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分，但也称Non-Heap（非堆），为了与Java堆区分开。在垃圾回收的内存划分区域中，方法区又称为“永久代”，这块区域内存回收的目标主要是常量池的回收和类的卸载。

> 5.1运行时常量池（*字面量、符号引用*）
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> 运行时常量池是方法区的一部分，编译期生成Class文件中的各种字面量和符号引用，将在类加载后进入运行时常量池，以及运行期间产生的新的常量。所以也是运行时常量池具有动态性的表现。
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>   
>

类加载机制：虚拟机将描述类的数据从Class文件加载到内存，对数据进行校验、转换解析和初始化，实例化为被虚拟机直接使用的Java类型对象

**类加载将如何对新生对象进行内存的分配呢？**

*  当虚拟机遇到new指令时，首先检查常量池中是否存在此类的符号引用，以及是否被加载、解析和初始化过。
 *  当类加载检查通过后，将新生对象分配内存，对象所需内存确定。通过“指针碰撞”或“空闲列表”将其分配和规整。
 *  内存分配完后，虚拟机将分配的内存空间都初始化为零值

**对象的访问定位？两种方式（句柄访问和直接指针）**

1.句柄访问：Java堆中划分一块内存作为句柄池，对象引用（reference）存储的是对象的句柄地址，句柄中包含对象实例数据与数据类型各自的具体信息。

2.直接指针访问：对象引用（reference）存储的是对象地址，必须考虑放置类型数据的相关信息

3.句柄访问的最大好处reference中存储的是稳定的句柄地址，直接访问的最大好处是速度快

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