深入理解JVM------Java内存区域与内存异常溢出

 

一.JDK和JRE

java技术体系包含以下几个部分：

• java程序设计语言
• 各种硬件平台上的java虚拟机
• Class文件格式
• javaAPI类库
• 来自商业机构和开源社区的第三方类库

 JDK是java程序开发的最小环境，包括

• java程序设计语言
• java虚拟机
• javaAPI类库

 JRE是支持java程序运行的标准环境，我们将JavaAPI类库中的JavaSE子集和Java虚拟机这两部分通称为JRE. 

二.运行时数据区域

 1.程序计数器

程序计数器是一块较小的内存区域，可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器，每条线程都需要一个独立的程序计数器，它是线程私有的。

 2.Java虚拟机栈

Java虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述得是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈桢，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链栈、方法出口等信息。每一个方法从调用到执行完成的过程，就对应着一个栈桢从虚拟机中入栈到出栈的过程。 

局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型、对象引用（reference类型，是一个指向对象起始地址的应用指针）和returnAdress(指向了一条指向字节码指令的地址)。局部变量表的内存空间在编译期就已经分配完毕，当进入一个方法时，这个方法在栈桢中分配多大的内存是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

若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；若虚拟机可以动态扩展，如果扩展时无法申请到足够的内存，将抛出OutOfMemoryError异常。

  3.本地方法栈 

与虚拟机栈发挥的作用类似，不同之处在于虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。

注：详解Native方法的使用

  4.Java堆

Java堆又称GC堆，是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域唯一的目的就是存放对象实例。

从内存回收的角度，可以细分为：新生代和老年代；再细致一点有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。从内存内配的角度，线程共享的Java堆中可能划出多个线程私有的分配缓冲区（TLAB）。

如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。

  5.方法区

方法区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器等编译后的代码等数据。当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。 

运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

  6.直接内存

直接内存并不是虚拟机内存的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。jdk1.4中新加入的NIO，引入了通道与缓冲区的IO方式，它可以调用Native方法直接分配堆外内存，这个堆外内存就是本机内存，不会影响到堆内存的大小。 

三.对象的访问 

1.对象的内存布局 

在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为三块区域：

• 对象头

长度	内容	说明
32/64bit	Mark Word	存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC 分代年龄
32/64bit	类型指针	对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例
32/64bit	Array length	数组的长度，如果当前对象是数组

• 实例数据
• 对齐填充

2.对象的访问定位 

      对象访问定位详解