JVM 内存布局

经典JVM内存布局

Heap(堆区)

Heap 是 OOM 主要发源地。堆分为两大块:新生代老年代。对象产生之初在新生代,步入暮年时进入老年代,但是老年代也接受新生代无法容纳的超大对象
新生代 = 1Eden + 2 Survivor区。绝大部分对象在 Eden 区生成,当Eden区填满时,触发 Young Garbage Collection,即 YGC。垃圾回收时在Eden区实现清除策略,没有被引用的对象直接回收,依然存活送至 Survivor 区。Survivor 区分为 S0S1两块空间。每次 YGC 的时候将存活的对象复制到未使用的空间,然后将当前正在使用的空间完全清除,交换两块空间使用状态。如果 YGC 要移送的对象大于 Survivor 区容量的上限,则直接移交老年代。每个对象都有一个计数器,每次 YGC 时 +1,当其打到一定阈值(默认 15)时晋升老年代。

Metaspace

在 JDK8版本中,元空间的前身 Perm区(永久代)已经淘汰。
区别于永久代,元空间在本地内存中分配。在 JDK8中,Perm 里的所有内容中字符串常量移至堆内存,其他内容包括类元信息、字段、静态属性、方法、常量等移至元空间内。

JVM Stack(虚拟机栈)

JVM 中虚拟机栈是描述 java 方法执行的内存区域,他是线程私有的。栈中的元素用于支持虚拟机进行方法调用,每个方法从开始调用到执行完成的过程,就是栈帧从入栈到出栈的过程。在活动线程中,只有位于栈顶的帧才是有效的,称为当前栈帧。正在执行的方法称为当前方法,栈帧是方法运行的基本结构。所有指令只能针对当前栈帧进行操作。而 StackOverflowError 表示请求栈溢出,导致内存耗尽,通常出现在递归方法中。

局部变量表

局部变量表是存放方法参数和变量的区域。相对于类属性变量的准备阶段和初始化阶段来说,局部变量没有准备阶段,必须显示初始化。如果是非静态方法,则在 index[0]位置上存储的是方法所属对象的实例引用,随后存储的是参数和局部变量。

操作栈

操作栈是一个初始状态为空的桶式结构栈。JVM 的执行引擎是基于的执行引擎,这个栈指的就是操作栈

动态连接

每个栈帧中包含一个在常量池中对当前方法的引用,目的是支持方法调用过程的动态连接。

方法返回地址

方法执行时有两种退出情况:第一,正常退出(正常执行到任何方法返回的返回字节码指令,如 RETURN\IRETURN\ARETURN);第二,异常退出。不论何种退出都将返回至方法当前被调用的位置。
退出可能有三种方式:

  • 返回值压入上层调用栈帧
  • 异常信息抛给能够处理的栈帧
  • PC计数器指向方法调用后的下一条指令

Native Method Stacks(本地方法栈)

Native Method Stacks(本地方法栈)在 JVM 内存布局中,也是线程对象私有的。
虚拟机栈主,本地方法栈主。本地方法栈为 Native方法服务。本地方法可以通过JNI 来访问虚拟机运行时的数据区,甚至可以调用寄存器,具有 JVM 相同能力与权限。

Program Counter Register(程序计数器)

在Program Counter Register(程序计数器)中,程序计数器用来存放执行指令的偏移量行号指示器等,线程执行或恢复都要依赖程序计数器。程序计数器在各个线程之间互不影响,此区域也不会发生内存溢出异常。

最后,从线程共享角度来看,元空间所有线程共享的,而虚拟机栈本地方法栈程序计数器线程内部私有的。

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