JVM虚拟机模型

  • JVM虚拟机的构成

jvm虚拟机结构
  1. Java Stack(虚拟机栈)
  2. Heap(堆):共享数据。
  3. Method Area(方法区):数据共享。
  4. Program Counter Register(程序计数器):指导程序的运行
  5. Native Method Stack(本地方法栈):主要是用来给native本地方法用的
  • 虚拟机栈

栈管运行,堆管存储
栈是由一堆栈帧构成的,栈帧主要包含三个数据

  1. 本地变量:输入参数和输出参数以及方法内的变量。
  2. 栈操作:记录出栈,入栈的操作
  3. 栈帧数据:包括类文件,方法等(每个方法为1帧)
    当栈堆满的时候会报StackOverflowError


    虚拟机栈
  • 虚拟机堆()

一个jvm里面只有一个堆,在整个jvm里是共享的
堆内存中分为三部分:

  1. Young Generation Space(新生区),此处采用的是复制算法,具体算法后面说明
    新生区里面又分为三个区
    • Eden Space:该区满了之后会触发MinorGC(轻量级GC),把剩余的活对象全部移到Survivor里面(即移除后Eden变为空了)
    • Survivor0:
    • Survivor1
  2. Tenure Generation Space(老生区)
    该区满了会触发MajorGC(FullGC),触发垃圾回收器之后如果还是满了的话
    会报java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space错误,提示堆内存溢出
    该异常的原因一般有两种:
    (1)堆内存不够,可设置-XMS(start 初始值),-XMX(max 最大值)调整
    (2)代码中有大量对象,并且长时间不能被垃圾收集器收集(存在引用)
JDK1.8分区图
  • Method Area(方法区)

方法区其实是一个标准,在整个jvm里是共享的,以HotSpot为例(其他两个JRockit,跟IBM的J9vm都是没有永久区的),方法区的实现在1.8以前是PermGen,在1.8以后是MataSpace
逻辑上一般把方法区包含在heap(堆)里面,但是物理上他们是没有包含关系的。

  1. PermGen(永久区,jdk1.8之后改为MataSpace元空间了,不存在永久区了)
    永久存储区是一个常驻内存区域,用于存放JDK自身所携带的元数据(运行环境必须的类信息,相当于人类生存所需要的氧气,水),此区域的数据是不会被垃圾回收器回收掉的。默认64M大小
    注意,1.7时常量池已经移到了heap里面
    当出现java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space,说明永久代Perm内存不够。
    一般出现这种情况,都是程序启动需要加载大量的第三方jar包。例如:在一个Tomcat下部署了太多的应用。或者大量动态反射生成的类不断被加载,最终导致Perm区被占满。


    JVM堆位置

2.Metaspace(元空间)

Hotspot's representation of Java classes (referred to here asclass meta-data) is currently stored in a portion of the Java heap referred to as the permanent generation. In addition, interned Strings and class static variables are stored in the permanent generation. The permanent generation is managed by Hotspot and must have enough room for all the class meta-data, interned Strings and class statics used by the Java application.The proposed implementation will allocate class meta-data in native memory(1) and move interned Strings and class statics to the Java heap(2). Hotspot will explicitly allocate and free the native memory for the class meta-data. Allocation of new class meta-data would be limited by the amount of available native memory rather than fixed by the value of -XX:MaxPermSize, whether the default or specified on the command line(3).
(1)永久代中的 class metadata 转移到了 native memory(本地内存,而不是虚拟机);
(2)永久代中的 interned Strings 和 class static variables 转移到了 Java heap;
(3)元数据容量限制改为被本地内存约束,而不是-XX:MaxPermSize参数

1). 元空间的内存大小

     元空间是方法区的在HotSpot jvm 中的实现,方法区主要用于存储类的信息、常量池、方法数据、方法代码等。方法区逻辑上属于堆的一部分,但是为了与堆进行区分,通常又叫“非堆”。

     元空间的本质和永久代类似,都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于:元空间并不在虚拟机中,而是使用本地内存。,理论上取决于32位/64位系统可虚拟的内存大小。可见也不是无限制的,需要配置参数。
public class Memory {

   public static void main(String[] args) { // Line 1
       int i=1; // Line 2
       Object obj = new Object(); // Line 3
       Memory mem = new Memory(); // Line 4
       mem.foo(obj); // Line 5
   } // Line 9

   private void foo(Object param) { // Line 6
       String str = param.toString(); //// Line 7
       System.out.println(str);
   } // Line 8

} 
Java1.8-Heap-Stack-Memory
  • 虚拟机简单参数(常用)

-Xms 设置初始堆分配大小,默认为物理内存的1/64
-Xmx 最大堆分配内存,默认为物理内存的1/4
-XX:+PrintGCDetails 输出详细的GC日志


配置位置.png
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