Java内存学习笔记（一）

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Java内存

1.      程序计数器

a)      比较小，Java内存中唯一不会抛出OutOfMemoryError的区域；

b)      线程私有；

c)      用于指示当前线程所执行的字节码地址（行号）；

2.      虚拟机栈

a)      描述了Java方法调用的内存模型：方法调用时会生成一个栈帧，包括了局部变量表，动态链接，操作数栈，方法调用出口；

b)      线程私有；

c)      在代码编译期就可以确定所占空间；

d)      通常说的“栈内存”就是特指虚拟机栈的局部变量表：基本类型变量，对象引用，returnAddress；

e)      如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，会抛出StackOverflowError；如果虚拟机栈可以扩展，且扩展时无法申请到足够的内存，抛出OutOfMemoryError异常；

f)      HotSpot通过-Xss设置栈容量；

3.      本地方法栈

a)      与虚拟机栈类似，虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务，有的虚拟机将两者实现合二为一（Sun HotSpot）；

b)      也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常；

4.      Java堆

a)      所有线程共享，Java内存最大的一块，虚拟机启动时创建；

b)      所有对象实例和数组内存的分配（随着技术发展，这也不绝对）；

c)      是垃圾收集管理器的主要工作区域，也称为GC堆；

d)      从内存回收角度，现在基本虚拟机都采用分代收集算法，所以Java堆可以分为Old Generation和New Generation，再细致点包括Eden、From Survivor、To Survivor等；

e)      从内存分配的角度，还可以划分多个线程私有的分配缓冲区（TLAB）；

f)      可以在物理上处于不连续的空间，但逻辑上是连续的；

g)      基本按照可扩展来实现，通过-Xms（堆最小值）和-Xmx（堆最大值）控制；

h)      当内存无法再扩展时，抛出OutOfMemeoryError异常：java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

5.      方法区

a)      线程共享的区域，用于存放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，也叫做Non-heap；

b)      HotSpot用永久代来实现方法区，不过这种方法将逐步被取代，永久代有-XX:MaxPermSize上限；

c)      不需要连续的内存空间，也可以选择固定大小或可扩展，还可以选择不实现垃圾回收；

d)      会出现OutOfMemoryError异常；

e)      HotSpot通过-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize设置永久代大小；

6.      运行时常量池

a)      方法区的一部分；

b)      编译期生成各种字面量和符号引用，以及运行期间生成的常量（string的intern方法）；

c)      具备动态性，并不一定要求常量一定只有编译期才能产生；

d)      会出现OutOfMemoryError异常；

7.      直接内存

a)      可通过-XX:MaxDirectMemorySize指定，如果不指定则与-Xmx一样大小；

 

 

HotSpot对象创建

当New一个对象时：

1.      首先检查指令的参数是否能在常量池定位到符号引用，并检查该符号引用对应的类是否被加载，否则执行类加载过程；

2.      为对象分配内存空间：由Java堆是否规整决定选择指针碰撞或空闲列表，堆是否规整由垃圾收集器是否带有压缩功能决定；

3.      为了保证内存分配时的线程安全，有两种手段：一种是进行同步处理，即CAS配上失败重试；另一种是TLAB；

4.      分配的内存空间初始化；

5.      对对象进行必要设置，将信息放在对象头；

对象在内存中存储的布局包括：对象头，实例数据，和对齐填充。

对象头包括运行时数据（也叫Mark Word）和类型指针；

实例数据是对象真正存储的有效信息，这部分的存储顺序受虚拟机分配策略参数和字段定义顺序影响；

HotSpot要求对象其实地址必须是8字节的整数倍，因此需要对齐填充来补全。

 

对对象的访问定位，通过栈上的reference来操作堆上的具体对象，可以使用句柄或直接指针。

如果使用句柄，则需要划分句柄池，句柄中包含了对象实例数据指针和对象类型数据的指针，reference中存放的是稳定的句柄地址，不管对象是否被移动都不需修改；

直接指针访问，速度快，节省了一次指针定位开销，在HotSpot应用了该种手段；

 

 

是否可以这样理解：

1. 虚拟机启动时根据参数分配各部分内存，程序计数器，虚拟机栈和本地方法栈(-Xss),Java堆（-Xms,-Xmx），方法区（包括运行时常量池,-XX:PermSize,-XX:MaxPermSize），直接内存（-XX:MaxDirectMemorySize）等；

2. 有一个类，在编译时可以确定该类的局部变量（基本数据类型，对象引用等），并在虚拟机栈分配所需内存空间；

3. 线程启动时，程序计数器有一个程序字节码指令的地址；

4. 当新建一个类实例时，会在Java堆中分配内存，而对象引用是放在虚拟机栈的局部变量表中；

5. 虚拟机会加载类的类信息，常量，静态变量等到方法区，其中运行时常量池加载类的字面量和符号引用；

关于直接引用和符号引用：http://blog.youkuaiyun.com/kkdelta/article/details/17752097

转载于:https://my.oschina.net/sayitok/blog/215244