快速串讲——JVM内存的区域划分

目的

• 快速定位JVM内存泄漏或者溢出等问题。
• 面试基础题，加分项。

程序计数器（Program Counter Register）

• 记录当前线程所执行的字节码的行号。
• 依赖其实现分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复。
• Natvie 方法时，其的值就为空。
• Java 虚拟机规范中唯一没有规定内存溢出的区域。
• “线程私有”的内存区域。

虚拟机栈（Virtual Machine Stacks）

• 其生命周期与线程相同。
• 存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
• 方法被执行的时候创建一个栈帧并入栈。
• 方法执行完成的时候对应栈帧出栈。
• 栈的深度过大时，抛出 StackOverflowError 。
• 线程数过多时，抛出 OutOfMemoryError 。
• “线程私有”的内存区域。

本地方法栈（Native Method Stacks）

• 为虚拟机使用到的 Native 方法服务。
• 栈的深度过大时，抛出 StackOverflowError 。
• 线程数过多时，抛出 OutOfMemoryError 。
• “线程私有”的内存区域。

堆（Java Heap）

• 用于存放对象实例，是JVM占用内存最大一块区域。
• 垃圾收集器管理的主要区域。
• 使用分代收集算法时，堆被细分为新生代和老年代，新生代再细分为Eden空间、 From Survivor 空间、 To Survivor 空间。
• 在HotSpot虚拟机中，通过-Xmx和-Xms控制堆的大小，通过-Xmn控制新生代的大小。
• 堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可。
• 没有内存完成实例分配时，抛出 OutOfMemoryError 。
• “线程共享”的内存区域，线程共享的堆中又可能划分出多个线程私有的分配缓存区（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。

方法区（Method Area）

• 存储已被JVM加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。
• 回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。
• 可以选择不实现垃圾收集。
• 当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出 OutOfMemoryError 。
• JDK6 使用永久代实现方法区。
• JDK7 中永久代的字符串常量池被移出。
• JDK8 使用元空间实现方法区。
• “线程共享”的内存区域。

总结

• 程序计数器：当前线程所执行的字节码的行号指示器。
• 虚拟机栈：Java方法执行的内存模型，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
• 本地方法栈：本地方法执行的内存模型，和虚拟机栈非常相似，其区别是本地方法栈为 JVM 使用到的 Native 方法服务。
• 堆：用于存储对象实例，是垃圾收集器管理的主要区域。
• 方法区：用于存储已被JVM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。