JVM的内存模型
JVM內(nèi)存模型
JVM內(nèi)存模型可以分為兩個(gè)部分,如下圖所示,堆和方法區(qū)是所有線程共有的,而虛擬機(jī)棧,本地方法棧和程序計(jì)數(shù)器則是線程私有的。
堆內(nèi)存是所有線程共有的,可以分為兩個(gè)部分:年輕代和老年代。下圖中的Perm代表的是永久代,但是注意永久代并不屬于堆內(nèi)存中的一部分,同時(shí)jdk1.8之后永久代也將被移除。
堆是java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊內(nèi)存區(qū)域,也是被各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域,該內(nèi)存區(qū)域存放了對(duì)象實(shí)例及數(shù)組(但不是所有的對(duì)象實(shí)例都在堆中)。其大小通過-Xms(最小值)和-Xmx(最大值)參數(shù)設(shè)置(最大最小值都要小于1G),前者為啟動(dòng)時(shí)申請(qǐng)的最小內(nèi)存,默認(rèn)為操作系統(tǒng)物理內(nèi)存的1/64,后者為JVM可申請(qǐng)的最大內(nèi)存,默認(rèn)為物理內(nèi)存的1/4,默認(rèn)當(dāng)空余堆內(nèi)存小于40%時(shí),JVM會(huì)增大堆內(nèi)存到-Xmx指定的大小,可通過-XX:MinHeapFreeRation=來(lái)指定這個(gè)比列;當(dāng)空余堆內(nèi)存大于70%時(shí),JVM會(huì)減小堆內(nèi)存的大小到-Xms指定的大小,可通過XX:MaxHeapFreeRation=來(lái)指定這個(gè)比列,當(dāng)然為了避免在運(yùn)行時(shí)頻繁調(diào)整Heap的大小,通常-Xms與-Xmx的值設(shè)成一樣。堆內(nèi)存 = 新生代+老生代+持久代。在我們垃圾回收的時(shí)候,我們往往將堆內(nèi)存分成新生代和老生代(大小比例1:2),新生代中由Eden和Survivor0,Survivor1組成,三者的比例是8:1:1,新生代的回收機(jī)制采用復(fù)制算法,在Minor GC的時(shí)候,我們都留一個(gè)存活區(qū)用來(lái)存放存活的對(duì)象,真正進(jìn)行的區(qū)域是Eden+其中一個(gè)存活區(qū),當(dāng)我們的對(duì)象時(shí)長(zhǎng)超過一定年齡時(shí)(默認(rèn)15,可以通過參數(shù)設(shè)置),將會(huì)把對(duì)象放入老生代,當(dāng)然大的對(duì)象會(huì)直接進(jìn)入老生代。老生代采用的回收算法是標(biāo)記整理算法。
2. 方法區(qū)(Method Area)
方法區(qū)也稱”永久代“,它用于存儲(chǔ)虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、是各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域。默認(rèn)最小值為16MB,最大值為64MB(64位JVM由于指針膨脹,默認(rèn)是85M),可以通過-XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize 參數(shù)限制方法區(qū)的大小。它是一片連續(xù)的堆空間,永久代的垃圾收集是和老年代(old generation)捆綁在一起的,因此無(wú)論誰(shuí)滿了,都會(huì)觸發(fā)永久代和老年代的垃圾收集。不過,一個(gè)明顯的問題是,當(dāng)JVM加載的類信息容量超過了參數(shù)-XX:MaxPermSize設(shè)定的值時(shí),應(yīng)用將會(huì)報(bào)OOM的錯(cuò)誤。參數(shù)是通過-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize來(lái)設(shè)定的。
3.虛擬機(jī)棧(JVM Stack)
描述的是java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型:每個(gè)方法被執(zhí)行的時(shí)候都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)”棧幀”,用于存儲(chǔ)局部變量表(包括參數(shù))、操作棧、方法出口等信息。每個(gè)方法被調(diào)用到執(zhí)行完的過程,就對(duì)應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中從入棧到出棧的過程。聲明周期與線程相同,是線程私有的。棧幀由三部分組成:局部變量區(qū)、操作數(shù)棧、幀數(shù)據(jù)區(qū)。局部變量區(qū)被組織為以一個(gè)字長(zhǎng)為單位、從0開始計(jì)數(shù)的數(shù)組,和局部變量區(qū)一樣,操作數(shù)棧也被組織成一個(gè)以字長(zhǎng)為單位的數(shù)組。但和前者不同的是,它不是通過索引來(lái)訪問的,而是通過入棧和出棧來(lái)訪問的,可以看作為臨時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域。除了局部變量區(qū)和操作數(shù)棧外,java棧幀還需要一些數(shù)據(jù)來(lái)支持常量池解析、正常方法返回以及異常派發(fā)機(jī)制。這些數(shù)據(jù)都保存在java棧幀的幀數(shù)據(jù)區(qū)中。
局部變量表: 存放了編譯器可知的各種基本數(shù)據(jù)類型、對(duì)象引用(引用指針,并非對(duì)象本身),其中64位長(zhǎng)度的long和double類型的數(shù)據(jù)會(huì)占用2個(gè)局部變量的空間,其余數(shù)據(jù)類型只占1個(gè)。局部變量表所需的內(nèi)存空間在編譯期間完成分配,當(dāng)進(jìn)入一個(gè)方法時(shí),這個(gè)方法需要在棧幀中分配多大的局部變量是完全確定的,在運(yùn)行期間棧幀不會(huì)改變局部變量表的大小空間。
4.本地方法棧(Native Stack)
與虛擬機(jī)棧基本類似,區(qū)別在于虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行的java方法服務(wù),而本地方法棧則是為Native方法服務(wù)。(棧的空間大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于堆)
5.程序計(jì)數(shù)器(PC Register)
是最小的一塊內(nèi)存區(qū)域,它的作用是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器,在虛擬機(jī)的模型里,字節(jié)碼解釋器工作時(shí)就是通過改變這個(gè)計(jì)數(shù)器的值來(lái)選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令,分支、循環(huán)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴計(jì)數(shù)器完成。
6.直接內(nèi)存
直接內(nèi)存并不是虛擬機(jī)內(nèi)存的一部分,也不是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域。jdk1.4中新加入的NIO,引入了通道與緩沖區(qū)的IO方式,它可以調(diào)用Native方法直接分配堆外內(nèi)存,這個(gè)堆外內(nèi)存就是本機(jī)內(nèi)存,不會(huì)影響到堆內(nèi)存的大小.
總結(jié)
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