深入浅出JVM

JAVA平台

1. 先通过一张图直观的认识一下，可以看到JVM对下屏蔽了Platforms的细节，这也是为什么Java能跨平台；
2. 可以看到JVM有两种，不过1.8以后Client模式基本没有了；
3. JRE除了包含JVM以后，还包含了底层的类库，很多都是C和C++写的；
4. JDK除了包含JRE，还包含了像javac这种编译工具和像JConsole的控制工具；

JVM运行时的数据区域

• 程序计数器：指向当前线程正在执行的字节码指令的地址（行号）
• 虚拟机栈：存储当前线程运行方法时所需要的数据，指令和返回地址
• 本地方法栈（native）：本地方法运行时所需要的数据，指令和返回地址
• 方法区：类信息、常量
• 堆（heap）：对象

通过图也可以形象的看出，程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈都是线程私有的，不存在线程安全问题，而堆和方法区是线程公有的。

虚拟机栈

下面具体聊一聊虚拟机栈（通过我们具体的方法的例子）：

public void methodOne(int i) {
    int j = 0;
    int sum = i + j;
    Object acb = obj;
    long start = System.currentTimeMillis();
    methodTwo();
    return;
}

通过javap反编译class文件

可以通过下图看出虚拟机栈的作用及如何工作，每个方法都对应一个方法栈帧

JVM的内存模型

如果所示，内存被分为新生代、老年代、永久代。新生代又被分为8:1:1的eden区、s0和s1区。颜色和上面的JVM的数据区域对应，在小于1.8的时候，永久代在方法区上。那么当大量加载类的时候，很容易出现OutOfMemoryError，在1.8之后，永久代出现了元空间，是可以自动扩容的，好处显而易见，坏处就是可能会无限扩张，侵占别的内存空间。

假设现在理想状态下不触发大对象，阈值（threshold）和 age的状况下，new出一个9兆的对象，首先会放在eden区，满了，会触发Minor gc，这个8兆的对象会被放到s0，但是s0放不下，会有一个担保机制，直接被放进老年代。

GC

Java 中的堆也是 GC 收集垃圾的主要区域。
GC 分为两种：Minor GC、Full GC ( 或称为 Major GC )。

Minor GC 是发生在新生代中的垃圾收集动作，所采用的是复制算法。
新生代几乎是所有 Java 对象出生的地方，即 Java 对象申请的内存以及存放都是在这个地方。Java 中的大部分对象通常不需长久存活，具有朝生夕灭的性质。
当一个对象被判定为 “死亡” 的时候，GC 就有责任来回收掉这部分对象的内存空间。新生代是 GC 收集垃圾的频繁区域。
当对象在 Eden ( 包括一个 Survivor 区域，这里假设是 from 区域 ) 出生后，在经过一次 Minor GC 后，如果对象还存活，并且能够被另外一块 Survivor 区域所容纳( 上面已经假设为 from 区域，这里应为 to 区域，即 to 区域有足够的内存空间来存储 Eden 和 from 区域中存活的对象 )，则使用复制算法将这些仍然还存活的对象复制到另外一块 Survivor 区域 ( 即 to 区域 ) 中，然后清理所使用过的 Eden 以及 Survivor 区域 ( 即 from 区域 )，并且将这些对象的年龄设置为1，以后对象在 Survivor 区每熬过一次 Minor GC，就将对象的年龄 + 1，当对象的年龄达到某个值时 ( 默认是 15 岁，可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设定 )，这些对象就会成为老年代。
但这也不是一定的，对于一些较大的对象 ( 即需要分配一块较大的连续内存空间 ) 则是直接进入到老年代。
Full GC 是发生在老年代的垃圾收集动作，所采用的是标记-清除算法。
现实的生活中，老年代的人通常会比新生代的人 “早死”。堆内存中的老年代(Old)不同于这个，老年代里面的对象几乎个个都是在 Survivor 区域中熬过来的，它们是不会那么容易就 “死掉” 了的。因此，Full GC 发生的次数不会有 Minor GC 那么频繁，并且做一次 Full GC 要比进行一次 Minor GC 的时间更长。
另外，标记-清除算法收集垃圾的时候会产生许多的内存碎片 ( 即不连续的内存空间 )，此后需要为较大的对象分配内存空间时，若无法找到足够的连续的内存空间，就会提前触发一次 GC 的收集动作。

OOM异常

导致OutOfMemoryError异常的常见原因有以下几种：

1. 内存中加载的数据量过于庞大，如一次从数据库取出过多数据；
2. 集合类中有对对象的引用，使用完后未清空，使得JVM不能回收；
3. 代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体；
4. 使用的第三方软件中的BUG；
5. 启动参数内存值设定的过小；

此错误常见的错误提示：

1. tomcat:java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
2. tomcat:java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
3. weblogic:Root cause of ServletException java.lang.OutOfMemoryError
4. resin:java.lang.OutOfMemoryError
5. java:java.lang.OutOfMemoryError

OOM解决办法

对tomcat容器，可以在启动时对jvm设置内存限度。对tomcat，可以在catalina.bat中添加：

set CATALINA_OPTS=-Xms128M -Xmx256M
set JAVA_OPTS=-Xms128M -Xmx256M

其中”-Xms128M”为最小内存，”-Xmx256M”为最大内存。

这个其实用过eclipse的人都知道，当配置的环境变量是jdk1.8以上的时候，eclipse打开都会报错，这个时候，就需要去ini文件设置内存大小。