简述jvm内存模型及垃圾回收

水深无声 2023-06-07 03:10 46阅读 0赞

## 一，java内存模型 ##

jvm内存模型见下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JsdWVza3k1ODg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 1，程序计数器 ##

线程是cpu调度的最小单位，当多线程竞争cpu时间片段时，当线程切换时能正确的切回到指定位置，需要一个计数器记录当前执行的字节码的地址。  
因此，程序计数器是线程私有的一块较小的内存空间，其可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。

## 2，本地方法栈 ##

属于线程私有，存放java的本地方法调用，java本地方法指的时native修饰的那些方法，其调用的是c,c++等方法，存放在本地方法库中。

## 3，java虚拟机栈 ##

属于线程私有，每个方法在执行的时候会创建一个栈帧，存放局部变量表，操作数栈，动态连接方法，返回地址等信息。一个方法的调用过程相当于一个栈帧的压栈和出栈。  
虚拟机栈有两种异常情况：StackOverflowError 和 OutOfMemoryError。我们知道，一个线程拥有一个自己的栈，这个栈的大小决定了方法调用的可达深度（递归多少层次，或嵌套调用多少层其他方法，-Xss 参数可以设置虚拟机栈大小），若线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度，则抛出 StackOverFlowError 异常。此外，栈的大小可以是固定的，也可以是动态扩展的，若虚拟机栈可以动态扩展（大多数虚拟机都可以），但扩展时无法申请到足够的内存(比如没有足够的内存为一个新创建的线程分配栈空间时)，则抛出 OutofMemoryError 异常。

## 4，堆内存 ##

存放创建的对象实例，gc优化主要是优化堆内存。堆内存又可分为新生代和老年代。见下图。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JsdWVza3k1ODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
新生代用于存放刚创建的对象以及年轻的对象，如果对象一直没有被回收，生存得足够长，对象就会被移入老年代。新生代又可进一步细分为 eden、survivorSpace0 和 survivorSpace1。刚创建的对象都放入 eden，s0 和 s1 都至少经过一次GC并幸存。如果幸存对象经过一定时间仍存在，则进入老年代。

## 5，方法区 ##

方法区与Java堆一样，也是线程共享的并且不需要连续的内存，其用于存储已被虚拟机加载的 类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

## 二，内存异常情况及解决方案 ##

## 1、Java堆溢出 (OOM) ##

Java堆用于存储对象的实例，只要不断地创建对象，并且保证GC roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，那么在对象数量到达最大堆的容量限制后就会产生内存溢出异常。  
　　![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JsdWVza3k1ODg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
　　要解决这个异常，一般先通过内存映像分析工具对堆转储快照分析，确定内存的对象是否是必要的，即判断是 内存泄露 还是 内存溢出。如果是内存泄露，可以进一步通过工具查看泄露对象到GC Roots的引用链，比较准确地定位出泄露代码的位置。如果是内存溢出，可以调大虚拟机堆参数，或者从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长的情况。

## 2、虚拟机栈和本地方法栈溢出 (SOF/OOM) ##

2.1 SOF  
　　  
　　如果线程请求的栈深度大于虚拟机栈允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常。我们知道，每当Java程序启动一个新的线程时，Java虚拟机会为它分配一个栈，并且Java虚拟机栈以栈帧为单位保持线程运行状态。每当线程调用一个方法时，JVM就压入一个新的栈帧到这个线程的栈中，只要这个方法还没返回，这个栈帧就存在。 那么可以想象，如果方法的嵌套调用层次太多，比如递归调用，随着Java虚拟机栈中的栈帧的不断增多，最终很可能会导致这个线程的栈中的所有栈帧的大小的总和大于-Xss设置的值，从而产生StackOverflowError溢出异常。  
　　  
2.2 OOM  
　如果虚拟机在拓展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常。在虚拟机栈和本地方法栈发生OOM异常场景如下：当Java 程序启动一个新线程时，若没有足够的空间为该线程分配Java栈(一个线程Java栈的大小由-Xss设置决定)，JVM将抛出OutOfMemoryError异常。

三：垃圾回收

详见 图解java垃圾回收  
https://blog.csdn.net/justloveyou\_/article/details/71216049

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