Java内存模型详解-优快云博客

内存的划分：
线程私有：程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈。
线程共享：Java堆、方法区。

程序计数器：是当前线程所执行字节码的行号指示器，通过改变计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。对于多线程，在任何一个时刻，一个处理器只能执行一个线程中的一条指令。为了使线程切换后能回到切换前的执行的位置，因此需要使用一个和线程相关的计数器来记录执行的位置。即程序计数器。
程序计数器是线程私有的，唯一一个不会发生OOM的区域。执行Java方法时记录的是字节码指令的地址，执行Native方法时计数器为Undefined。

Java虚拟机栈：描述的是Java方法执行的内存模型.。方法的调用->执行完成对应的是栈帧的入栈->出栈的过程。栈帧存放的是局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配。

Java虚拟机栈是线程私有，生命周期和线程一致。会抛出两种异常：

OutOfMemoryError：创建Java虚拟机栈的时候内存空间不够了。可能是由于创建过多的线程，或者是由于每个Java虚拟机栈所需要的内存空间太大所导致。
StackOverFlowError：调用方法时，会将创建的栈帧压入。栈满时，会抛出此异常。可能是由于方法调用的层数太深，或者是由于创建的栈空间太小所导致。

本地方法栈：和Java虚拟机栈的功能类似，只是本地方法栈服务于Native方法，Java虚拟机栈服务于Java方法。

Java堆：所有线程共享的内存，绝大多数的对象都存在堆上。虚拟机启动时创建Java堆。可以划分为：新生代（Eden、From survivor、To Survivor）和老年代，从分配的角度可以分出多个线程私有的TLAB。合理的划分可以提高分配和回收的效率。
可以通过-Xms和-Xmx来调整堆的初始化大小和最大时的大小，一般将其设置成一致的防止内存抖动。空间不够用时会抛出OOM异常。

方法区：用于存储类信息、常量、静态常量、编译后的代码等数据。此区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。空间不足时抛出OOM。运行时常量池是此区域的一部分。运行时常量池具有动态特性，可以在运行时向常量池中添加。如调用String的inter()方法。

对象的创建：

检查参数对应的符号应用所代表类是否被加载、解析、初始化。如果没有就进行加载。
分配空间：加载后需要的空间大小就确定了，可以使用指针碰撞或空闲列表的方法进行分配。指针碰撞需要的内存空间连续，使用标记整理法回收。空闲列表不连续也可以，查表找出没有被用的空间，然后进行分配。多线程同时分配会造成的不安全问题，可以进行同步或者再TLAB区里分配。
设置零值，确保实例字段在Java代码中可以不赋初值就能使用。
设置对象头的信息：元数据信息、对象的Hash码、对象的GC年龄等。
执行构造方法，按照程序员的意愿进行初始化。

对象的构成：

对象头：存放哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有锁、偏向锁ID、偏向时间戳等。还有一部分是类型指针，指向它的类元数据。如果是数组，还有一块空间用于记录数组长度。
实例数据：存储对象的有效信息，有自己的、从父类继承来的。相同宽度的字段总是总是被分配在一起。
对齐填充：对象的大小是8字节的整数倍，需要通过这部分来控制。

对象的访问定位：

句柄式：在内存中划分出一块空间作为句柄池，引用存储的就是句柄池的地址。句柄池存储了又存储了对象的实例数据与类型数据。 优点是对象在频繁移动时（比如垃圾收集时）reference中存储的是稳定的句柄地址。不需要修改。
直接指针式：reference直接指向对象的地址，对象头中的类型指针指向类型数据。 优点是访问速度提升，节省了一次指针定位的时间开销。是sun HotSpot虚拟机的实现方式。

两种方式都十分常见。

OutOfMemoryError异常：

内存溢出：创建对象的过程中，堆的剩余空间不足，堆中的对象都还有用途，不能被回收。
内存泄漏：创建对象的过程中，堆的剩余空间不足，堆中应该被回收的对象由于与GC Roots的引用链相连所以导致没有被回收。

堆溢出：通过-Xms与-Xmx调整堆内存的大小。
栈溢出：通过-Xss参数设定，太小容易发生StackOverFlowError异常，太大容易发生OutOfMemory异常
方法区和运行时常量池的溢出：String.inter()是个Native的方法。可以通过-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize限制方法区的大小。间接限制常量池的大小。大量使用反射、动态代理、CGLib字节码增强时，需要调大一点。

String.inter()方法：