JVM内存分布

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原创最新推荐文章于 2026-05-31 14:57:42 发布 703 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

使用 MATLAB/Simulink + Simscape Electrical，构建一个含储能的微电网系统，实现储能系统与并网逆变器的协同控制摘要：本文基于Simulink平台，详细介绍了微电网中储能系统与并网逆变器的协同控制建模与仿真方法。主要内容包括：1）构建包含光伏、风电、锂电池和双向DC-DC变换器的微电网系统；2）设计并网逆变器的PQ/Vf双模式控制策略；3）实现储能系统与逆变器的协同控制逻辑，包括SOC保护和功率分配；4）通过多种工况仿真验证系统性能。结果表明，该系统能有效维持微电网稳定运行，支持并网/离网无缝切换。文章还探讨了优化方向和应用扩展，为新能源微电网控制提供了实用参考。阅读详情

《深入理解Java虚拟机》第2章笔记

JVM

图为Java虚拟机内存划分情况。

程序计数器

当前线程所执行的字节码的行号指示器，通俗来说就是用于指示线程执行到程序的哪一步。在Java中，由于多个线程是轮流占用处理器，为了线程切换后能够恢复到正确的执行位置，每个线程都有一个独立的程序计数器用于保存各线程程序执行位置。所以该数据区是线程私有的。值得注意的是，该区域是唯一一个不会抛出OOM异常的区域。

Java虚拟机栈

Java虚拟机栈，就是我们平时所说的栈区，也是线程私有的，其生命周期与线程相同。虚拟机栈主要描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法执行时都会创建一个栈帧，用于存储方法的局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息，而每个方法从调用到执行完成，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中的压入和弹出过程。其实我们平时使用IDE进行调试时，就可以非常直白地看到虚拟机栈栈帧的压入与弹出，下图展示的是IDEA中程序的调试画面：
stack
我在inc2方法打个断点，执行程序，首先创建一个“main”线程，然后依次压入ByteCode()、inc1()、inc2()对应的栈帧。

Java虚拟机规范对这个区域规定了两种异常：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机栈可以动态扩展，只有在扩展时无法申请到足够的内存，才会抛出OutOfMemoryError异常。这里有个问题：什么是虚拟机所允许的栈深度呢？其实最大深度是由线程分配到的栈空间决定的，举个栗子：假设某个线程分配到的栈空间大小为100KB，而每个栈帧占用的空间为2KB，理论上栈的深度可达到50，只要超过50，就会抛出StackOverflowError。那什么时候才会抛出OutOfMemoryError异常？刚刚也提到，如果虚拟机栈是允许栈动态扩展的，譬如现在栈的深度已经达到50了，当栈深度继续增加时，虚拟机允许再为该线程分配栈空间，假设扩展到200KB，而如果200KB已经是虚拟机可以给线程分配的最大栈空间，一旦栈深度超过100，就会抛出OutOfMemoryError异常。注意：Java虚拟机（HotSpot虚拟机）并不支持栈空间的动态扩展。

本地方法栈

这块区域与虚拟机栈的作用与结构基本一致，唯一不同的就是本地方法栈是为native方法服务的。同样地，这块区域也会抛出StackOverflowError异常和OutOfMemoryError异常。

Java堆

Java堆唯一的目的就是存放对象实例，譬如new String()就会在堆区中产生String类的一个对象实例，它是线程共享的，所有线程产生的实例对象都存放在Java堆中。而正是由于该区域是用于存放实例对象，也就意味着这块区域是GC（垃圾回收）的“主战场”，故也可以称Java堆为GC堆。从内存回收的角度来看，由于现在的收集器基本上都是采用分代收集算法，所以堆区还可以细分为新生代和老年代，而新生代还可以分为“Eden（伊甸）区”、“From Survivor区”和“To Survivor区”，这样分区都是为了使GC执行更加快速。另外，JVM是允许Java堆动态扩展的，如果堆区没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OOM异常。

方法区

与Java堆一样，是线程共享区域，主要用于存储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虚拟机规范在逻辑上将方法区归属于堆区，但是方法区也称为“Non-Heap（非堆）”，目的就是为了将方法区与堆区分开。

在HotSpot虚拟机中，方法区也称为“永久代”，注意“永久代”这个概念只是在HotSpot虚拟机存在，可以理解是HotSpot虚拟机对Java虚拟机规范中方法区的实现，而在其他虚拟机中，是有不同的实现方法。对于“永久代”而言，可以通过相关参数来设置内存上限大小和是否支持动态扩展，但这也会更加容易遇到内存溢出的问题，例如：在某个程序中，设定永久代大小为128MB，且不允许动态扩展，如果该Java程序使用到了类似cglib动态生成大量的代理子类，将会抛出OOM异常。所以在JDK 1.8及之后的版本中，已经将“永久代”移除，取而代之的是元空间，直接使用本机内存来存放方法区中的信息，只要不超过本机内存上限，就不会抛出OOM异常。

对于方法区的GC回收，主要是针对常量池的回收和对类型的回收，但是往往回收的效果都不太理想，原因为对这块区域的回收条件相对苛刻。

运行时常量池

运行时常量池也是方法区的一部分，主要用于存放经由编译器编译生成的Class文件中的符号引用和字面量，程序运行时，将由类加载器将这些信息加载到虚拟机的运行时常量池。除此之外，还会存放符号引用翻译后的直接引用，和Java中的某些方法（例如String类的intern()方法）在运行期间将新的常量加入到运行常量池中。既然归属于方法区，自然受到方法区内存的限制，当常量池无法申请到内存时，会抛出OOM异常。