JVM内存模子怎样分配的？

计算机软件开发 · 2024-10-1 20:57:25

01 JVM内存模子的划分

由于我们生产环境利用的捏造机HotSpot 居多，以是下面的描述都是基于HotSpot 捏造机而言的，对于其他范例的捏造机，如 JRockit（Oracle）、J9（IBM）大概并不太一样

根据捏造机规范，JVM的内存分为堆、捏造机栈、本地方法栈、步伐计数器、本地方法栈5部门
JDK 1.8 同 JDK 1.7 比，最大的差异就是：元数据区取代了永世代。元空间的本质和永世代类似，都是对 JVM 规范中方法区的实现。不外元空间与永世代之间最大的区别在于：元数据空间并不在捏造机中，而是利用本地内存

1.1 捏造机栈

每个线程有一个私有的栈，随着线程的创建而创建。栈内里存着的是一种叫“栈帧”的东西，每个方法会创建一个栈帧，栈帧中存放了局部变量表（根本数据范例和对象引用）、操作数栈、方法出口等信息。栈的巨细可以固定也可以动态扩展。当栈调用深度大于JVM所答应的范围，会抛出StackOverflowError的错误
捏造机栈的特点

局部变量表随着栈帧的创建而创建，它的巨细在编译时确定，创建时只需分配事先规定的巨细即可。在方法运行过程中，局部变量表的巨细不会发生改变
Java 捏造机栈也是线程私有，随着线程创建而创建，随着线程的竣事而烧毁
Java 捏造机栈会出现两种非常：StackOverFlowError （若 Java 捏造机栈的巨细不答应动态扩展，那么当线程哀求栈的深度高出当前 Java 捏造机栈的最大深度时，抛出 StackOverFlowError 非常）和 OutOfMemoryError（若答应动态扩展，那么当线程哀求栈时内存用完了，无法再动态扩展时，抛出 OutOfMemoryError 非常）

1.2 本地方法栈

本地方法栈是为 JVM 运行 Native 方法准备的空间，由于许多 Native 方法都是用 C 语言实现的，以是它通常又叫 C 栈。它与 Java 捏造机栈实现的功能类似，只不外本地方法栈是描述本地方法运行过程的内存模子。本地方法被实行时，在本地方法栈也会创建一块栈帧，用于存放该方法的局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息等。方法实行竣事后，相应的栈帧也会出栈，并开释内存空间。也会抛出 StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError 非常。
1.3 PC 寄存器计数器

PC 寄存器，也叫步伐计数器。JVM支持多个线程同时运行，每个线程都有本身的步伐计数器。倘若当前实行的是 JVM 的方法，则该寄存器中生存当前实行指令的所在；倘若实行的是native 方法，则PC寄存器中为空
1.4 堆

堆内存是 JVM 全部线程共享的部门，在捏造机启动的时间就已经创建。全部的对象和数组都在堆上举行分配。这部门空间可通过 GC 举行接纳。当申请不到空间时会抛出 OutOfMemoryError
堆的特点：

线程共享，整个 Java 捏造机只有一个堆，全部的线程都访问同一个堆。而步伐计数器、Java 捏造机栈、本地方法栈都是一个线程对应一个
在捏造机启动时创建
垃圾接纳的重要场合
可分为：新生代(Eden区 From Survior To Survivor)、老年代

1.5 方法区

Java 捏造机规范中界说方法区是堆的一个逻辑部门。
方法区也是全部线程共享。重要用于存储已经被捏造机加载的类的信息、常量池、方法数据、方法代码等。方法区逻辑上属于堆的一部门，但是为了与堆举行区分，通常又叫非堆。必要注意的是，方法区只是规范上面的一个逻辑概念，并不是真实的物理存储的定名

1.6 直接内存（堆外内存）

直接内存是除 Java 捏造机之外的内存，但也大概被 Java 利用，直接内存的巨细不受 Java 捏造机控制，但既然是内存，当内存不敷时就会抛出 OutOfMemoryError 非常
直接内存与堆内存比力：

直接内存申请空间泯灭更高的性能
直接内存读取 IO 的性能要优于平常的堆内存

02 JVM内存模子各部门的存储信息

03 针对JDK6、JDK7、JDK8三个版本的JVM内存模子调讲授明

3.1 对永世代PermGen的说明

永世代是方法区在hotspot的一个详细实现。通过在运行时数据区域开发空间实现方法区。
hotspot jdk7 之前的永世代，比力完整
从jdk7以后方法区就“四分五裂了”，不再是在单一的一个去区域内举行存储
在jdk8，移除了永世代，被Metsspace取代了，且Metsspace不在JVM堆内，放入了本地内存，元空间也就成了方法区的重要存放位置

绝大部门 Java 步伐员应该都见过 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space这个非常
这里的 “PermGen space”实在指的就是方法区。不外方法区和“PermGen space”又有着本质的区别。前者是 JVM 的规范，而后者则是 JVM 规范的一种实现，而且只有 HotSpot 才有 “PermGen space”，而对于其他范例的捏造机，如 JRockit（Oracle）、J9（IBM）并没有“PermGen space”。由于方法区重要存储类的相干信息，以是对于动态天生类的环境比力轻易出现永世代的内存溢出。最典范的场景就是，在 jsp 页面比力多的环境，轻易出现永世代内存溢出
3.2 对Metaspace元空间的说明

元空间的本质和永世代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。元空间通过在本地内存区域开发空间实现方法区。元空间并不在捏造机中，而是利用本地内存，以是默认环境下，元空间的巨细仅受本地内存限定，但可以通过以下参数来指定元空间的巨细：
-XX:MetaspaceSize，初始空间巨细，到达该值就会触发垃圾网络举行范例卸载，同时GC会对该值举行调解：假如开释了大量的空间，就得当低落该值；假如开释了很少的空间，那么在不高出MaxMetaspaceSize时，得当进步该值。-XX:MaxMetaspaceSize，最大空间，默认是没有限定的。除了上面两个指定巨细的选项以外，另有两个与 GC 相干的属性：-XX:MinMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，淘汰为分配空间所导致的垃圾网络-XX:MaxMetaspaceFreeRatio，在GC之后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，淘汰为开释空间所导致的垃圾网络实在，移除永世代的工作从JDK1.7就开始了，JDK1.7中，存储在永世代的部门数据就已经转移到了Java Heap大概是 Native Heap。但永世代仍存在于JDK1.7中，并没完全移除。
譬如：

符号引用(Symbols)转移到了native heap；
字面量(interned strings)转移到了java heap；
类的静态变量(class statics)转移到了java heap

3.3 元空间特点

类及相干的元数据的生命周期与类加载器的划一，假如GC发现某个类加载器不再存活了，才会把相干的空间整个接纳掉
每个类加载器有专门的存储空间
只举行线性分配，省掉了GC扫描及压缩的时间
元空间里的对象的位置是固定的

04 JVM内存划分调解的几个缘故原由点分析

字符串存在永世代中，轻易出现性能标题和内存溢出
类及方法的信息等比力难确定其巨细，因此对于永世代的巨细指定比力困难，太小轻易出现永世代溢出，太大则轻易导致老年代溢出
永世代会为 GC 带来不须要的复杂度，而且接纳服从偏低

JVM内存模子怎样分配的？

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