JVM（一）运行时数据区初探

一、运行时数据区

​ Java程序通过虚拟机加载到运行时数据区，才能发挥程序的功能。程序的不同部分在不同的区域存储与作用，运行时数据区的内存示意图如下所示：

二、工作流程详解

​ 以下面程序为例，说明程序计数器（PC）和虚拟机栈的工作流程详情：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int result = add(a, b);
        System.out.println(result);
    }
    public static int add(int x, int y) {
        int sum = x + y;
        return sum;
    }
}

2.1 执行main方法

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| main方法的栈帧 |
| - 局部变量表：[args]|
|| - 操作数栈：空 |
|--------------------|

|--------------------|
| main方法的栈帧 |
| - 局部变量表：[args, a=1]|
|| - 操作数栈：空 |
|--------------------|

|--------------------|
| main方法的栈帧 |
| - 局部变量表：[args, a=1, b=2]|
||- 操作数栈：空 |
|--------------------|

2.2 执行add方法

|--------------------| |--------------------|
| add方法的栈帧 | --> | main方法的栈帧 |
| - 局部变量表：[x, y]| | - 返回地址：PC=7 |
| - 操作数栈：[1, 2] | |--------------------|
|--------------------|

2.3 返回main方法

|--------------------|
| main方法的栈帧 |
|| - 操作数栈：[3] |
|--------------------|

三、模拟OOM异常

// 1. 程序运行时设置VM参数 模拟内存溢出
// -Xmx100m 设置最大堆内存为100MB
public class TestOOM {
    public static void main(String[] args) {
        // byte数组集合
        List<byte[]> list = new ArrayList<>();
        try {
            int count = 0;
            while (true) {
                // 每次添加1MB
                list.add(new byte[1024*1024]);
                count++;
                System.out.println("当前 List 中的对象数量: " + count);
            }
        } catch (OutOfMemoryError e) {
            System.out.println("发生 OutOfMemoryError 异常，List 中的对象数量: " + list.size());
        }
    }
}

程序说明：

​ 程序运行结果会发现，最后的对象数量的个数小于100个，虚拟机（JVM）的堆内存除了要存储你创建的 byte 数组，还得存储其他对象和数据，像 ArrayList 自身的内部结构、对象头信息等都需要占用一定的内存空间。所以，在抛出 OutOfMemoryError 异常时，List 里的对象数量通常会小于 100个。