JVM内存结构

JVM内存结构

• 方法区：线程共享，JDK1.8前用永久代实现，之后用元空间，存类信息、常量池等。
• 堆区：线程共享，存实例化对象，是垃圾回收主要区域。
• 程序计数器：存方法执行代码行号，便于线程恢复执行。
• 虚拟机栈：线程私有的方法调用模型，每个方法调用创建一个栈帧，含局部变量表等。
• 本地方法栈：与虚拟机栈类似，用于执行本地方法，HotSpot将二者合一。

内存溢出

除程序计数器外，其他区域都可能溢出。堆内存对象过多无法回收、方法区加载类过多、虚拟机栈线程过多等情况会导致内存溢出。

相关错误区别

• OutOfMemoryError：栈区虚拟机栈因线程过多耗尽内存时出现。
• StackOverflowError：虚拟机栈内部方法调用层次过多耗尽内存时出现。

垃圾回收算法

• 标记清除算法：标记不再被引用的对象并回收，会产生内存碎片。
• 标记复制算法：将堆内存分两个区域，复制存活对象，解决碎片问题但浪费空间。
• 标记整理算法：标记后移动存活对象到一端再清除，解决碎片问题但移动对象过多时效率低。

主流JVM垃圾回收策略

• 分代回收，堆内存分年轻代和老年代。年轻代用优化复制算法，将其分为Eden区和Survivor区（含from区和to区）；老年代用标记整理算法。

类加载过程

• 加载：载入字节码到方法区并创建类对象，先加载父类。
• 链接：包括验证、准备、解析三个阶段。
• 初始化：执行静态代码块，为非final静态变量赋值。

引用类型

• 强引用：代码中普遍存在，只要存在就不会被回收。
• 软引用：描述有用但非必须对象，内存不足时会被回收。
• 弱引用：描述非必须对象，下次垃圾回收前存活。
• 虚引用：最弱引用，不影响对象生存时间，用于对象回收时接收通知。

类卸载条件

满足该类所有实例被回收、类加载器被回收、类对象没被任何地方引用这三个条件，虚拟机可能卸载类。

垃圾回收器

• Serial收集器：单线程，简单高效，需暂停工作线程。
• ParNew收集器：Serial的多线程版本，能与CMS配合。
• Parallel Scavenge收集器：新生代收集器，吞吐量优先，可精确控制吞吐量和自适应调节。
• Serial Old收集器：Serial的老年代版本，单线程，用于搭配Parallel Scavenge或作CMS后备。
• Parallel Old收集器：Parallel Scavenge的老年代版本，多线程，标记整理算法。
• CMS收集器：并发标记清除，追求最短停顿时间，会产生碎片和浮动垃圾。
• G1收集器：可指定停顿时间，将堆分Region，有不同类型分区，根据回收价值和成本制定计划。

常用JVM调优参数

如-Xms、-Xmx设置堆大小，-XX:NewRatio设置年轻代和老年代比例，-XX:SurvivorRatio设置新生代Eden和Survivor比例等。

对象创建过程

类加载检查，分配内存，初始化零值，设置对象头，执行init方法。

OOM排查

增加相关JVM参数在OOM时dump堆内存信息，用jstat查看JVM内存和GC情况，用MAT工具分析dump文件。