《深入理解Java虚拟机》(一)--Java内存区域与内存溢出异常(1)

- 1 运行时数据区域

图片发自简书App

JVM在执行的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。根JVM规范,Java虚拟机包括以下几个运行时数据区->

- 1.1 程序计数器

程序计数器是当前线程所执行的字节码文件的行号指示器,字节码解释器是通过改变这个计数器的值来选取下一条要执行的指令,程序计数器是线程私有的。

如果线程正在执行一个java方法,这个计数器所记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址;如果执行的是Nactive方法,这个计数器为空。

程序计数器是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError(内存泄漏,简称OOM)情况的区域

其他四个区域都是可能导致OOM的

Native方法: native method就是不是java语言写的方法,因为有些功能java语言实现起来比较困哪,所以就调用外来语言来实现。

- 1.2 Java虚拟机栈

Java虚拟机栈也是线程私有的,它是我们所说的“栈内存”(其实是栈帧所对应的局部变量表的部分),每个方法执行时,都会创建一个栈帧(stack frame)用于储存局部变量表,操作数栈,动态链接,方法出口等信息,每一个方法从调用直至完成的过程都是一个栈帧在虚拟机栈中入栈和出栈的过程。

在进入一个方法的时候,栈帧中分配的局部变量表的空间就已经确定下来,不能改变。

在Java虚拟机规范中,这个区域对应了两个异常:

1)StackOverflowError(栈溢出):线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度

2) OOM(内存泄漏)  虚拟机栈一般都是可以动态扩展的,扩展时无法申请到足够的内存

- 1.3 本地方法栈

与Java虚拟机栈非常相似,只不过是用来处理Native方法的。

在(Sun HotSpot虚拟机中)直接把本地方法栈和Java虚拟机栈合二为一,它所报出的异常也与Java虚拟机栈一样。

- 1.4 Java堆

Java 对于堆,Java程序员都知道对象实例以及数组内存都要在堆上分配。堆不再被线程所独有而是共享的一块区域,它的确是用来存放对象实例,也是垃圾回收GC的主要区域。实际上它还能细分为:新生代(Young Generation)、老年代(Old Generation)。对于新生代又分为Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。至于为什么这么分,这涉及JVM的垃圾回收机制,在这里不做叙述。堆同样会抛出OOM异常。

- 1.5 方法区

方法区也是线程共享的,它用于储存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。Java虚拟机规范中,把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它有一个别名(Non-heap)为的是把它和堆区分开。

在HotSpot虚拟机上,方法区呗成为“永久代”,和“新生代”,“老年代”差不多,本质上不等价。

因为HotSpot虚拟机把GC分代回收器扩展至方法区,这样就省去了专门回收方法区的代码

方法区也存在着OOM异常

- 1.6 运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分,Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一个常量池,用于编译时期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池。  注意:Class里的常量池和运行时常量池不一样哦,运行时是一个方法区里的一部分

Java虚拟机对Class文件的每一部分的格式都有严格规定,但是对于运行时常量池没有任何细节规定,

运行时常量池相对于Class文件里的常量池另外一个最重要的特征就是具备动态性,也就是运行时期可以有新的常量进入运行时常量池,这种特性被利用的比较多的就是String类和intern()方法。

与方法区一样存在OOM异常

- 1.7直接内存

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域,但是也会被频繁使用。由于JDK1.4中新加入了NIO类,引入了一种基于通道与缓冲区的I/O方式,它可以使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个储存在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用,这样能在一些场景中显著的提升性能,因为它避免了在Java堆和Navtie堆中的来回复制数据。

因为直接内存也是内存,所以它同样有OOM异常。

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