《深入理解JAVA虚拟机》2.Java内存区域与内存溢出问题

比眉伴天荒 2023-03-13 11:34 10阅读 0赞

# **一、运行时数据区域** #

程序计数器：当前线程所执行的字节码的行号。

Java虚拟机栈：每个方法在执行的时候都会创建一个栈帧，存储局部变量表。操作数栈、动态链接、方法出口。

本地方法栈：为虚拟机使用到的Native方法服务。

Java堆：所有线程共享的内存区域，存放对象实例。

元空间（ 方法区  )：存放类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。别名Non-Heap非堆。

运行时常量池：是方法区的一部分。

直接内存：NIO中的channel与buffer可通过Native函数职级分配堆外内存，然后通过Java堆中的DirectByteBuffer对象对这块内存进行操作。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xhb3hpbGFveGlf_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

# **二、HotSpot虚拟机对象探秘** #

对象的创建：new关键字创建、Class反射手段newInstance()创建、Object的clone()创建、ObjectInputStream的readObject()创建，其中clone与readObject不会调用构造函数。

new创建对象的过程：

1、检查常量池书否存在符号引用，并检查符号引用代表的类是否已经加载、解析、初始化。如果没有则执行类加载。

2、为对象分配内存（内存规整，则使用指针碰撞方式分配，也就是指针指向使用与未使用内存边界，挪动指针进行分配；内存不规整，则使用空闲列表方式，该表记录上哪些内存可用，直接从列表中找出一块够用的内存块，为对象分配内存），内存分配并发问题，由两种方案：一个是通过CAS保证原子性；另外一种方式是每个线程预先分配一块本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer，TLAB），可通过-XX:+/-UseTLAB设置。

3、初始化分配空间为零值（使用TLAB的话可在分配TLAB时进行初始化零值）。

4、对对象进行设置，GC分代、类信息关联、对象hash码。

5、执行<init>初始化对象。

对象的内存布局：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）、对其填充（Padding）。

对象头：Mark Word、类型指针

<table style="width:646px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      存储内容 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      标志位 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      状态 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      对象哈希吗、对象分代年龄 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      01 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      未锁定 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      指向锁记录的指针 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      00 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      轻量级锁定 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      指向重量级锁的指针 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      10 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      膨胀（重量级锁定） 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      空，不需要记录信息 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      11 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      GC标记 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      偏向线程ID、偏向时间戳、对象分代年龄 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      01 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div>
      可偏向 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# **三、OutOfMemoryError异常** #

1、Java堆内存溢出：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

*  \-Xms 堆的最小值
 *  \-Xmx 堆的最大值
 *  \-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 在堆内存溢出时，Dump出堆内存快照

2、虚拟机栈与本地方法栈溢出：StackOverflowError

*  \-Xss 栈容量

3、方法区和运行时常量池溢出：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

*  \-XX:PermSize 方发区最小内存 （jdk1.7）
 *  \-XX:MaxPermSize 方法区最大内存（jdk1.7）
 *  \-XX:MaxMetaspaceSize  元空间最大内存（jdk1.8）

String.intern()：

JDK1.6：buffer.toString()的String对象存放堆中，String.intern()会把首次遇到的字符串复制到永久代（perm区），返回永久代的引用。

JDK1.7：buffer.toString()的String对象存放堆中，String.intern()是在方法区存放该字符串的堆引用。

4、本机直接内存溢出：java.lang.OutOfMemoryError

*  \-XX:MaxDirectMemorySize 直接内存最大值，不指定默认值为-Xmx

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