深入理解JVM------Java内存区域与内存异常溢出

一.JDK和JRE

java技术体系包含以下几个部分:

  • java程序设计语言
  • 各种硬件平台上的java虚拟机
  • Class文件格式
  • javaAPI类库
  • 来自商业机构和开源社区的第三方类库

JDK是java程序开发的最小环境,包括

  • java程序设计语言
  • java虚拟机
  • javaAPI类库

JRE是支持java程序运行的标准环境,我们将JavaAPI类库中的JavaSE子集和Java虚拟机这两部分通称为JRE.

二.运行时数据区域

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1.程序计数器

程序计数器是一块较小的内存区域,可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器,每条线程都需要一个独立的程序计数器,它是线程私有的。

2.Java虚拟机栈

Java虚拟机栈也是线程私有的,它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述得是Java方法执行的内存模型:每个方法在执行时都会创建一个栈桢,用于存储局部变量表、操作数栈、动态链栈、方法出口等信息。每一个方法从调用到执行完成的过程,就对应着一个栈桢从虚拟机中入栈到出栈的过程。

局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型、对象引用(reference类型,是一个指向对象起始地址的应用指针)和returnAdress(指向了一条指向字节码指令的地址)。局部变量表的内存空间在编译期就已经分配完毕,当进入一个方法时,这个方法在栈桢中分配多大的内存是完全确定的,在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

若线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverFlowError异常;若虚拟机可以动态扩展,如果扩展时无法申请到足够的内存,将抛出OutOfMemoryError异常。

3.本地方法栈

与虚拟机栈发挥的作用类似,不同之处在于虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。

注:详解Native方法的使用

4.Java堆

Java堆又称GC堆,是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块,是被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。此内存区域唯一的目的就是存放对象实例。

从内存回收的角度,可以细分为:新生代和老年代;再细致一点有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。从内存内配的角度,线程共享的Java堆中可能划出多个线程私有的分配缓冲区(TLAB)。

如果在堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法再扩展时,将会抛出OutOfMemoryError异常。

5.方法区

方法区与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器等编译后的代码等数据。当方法区无法满足内存分配需求时,将抛出OutOfMemoryError异常。

运行时常量池是方法区的一部分,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

6.直接内存

直接内存并不是虚拟机内存的一部分,也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。jdk1.4中新加入的NIO,引入了通道与缓冲区的IO方式,它可以调用Native方法直接分配堆外内存,这个堆外内存就是本机内存,不会影响到堆内存的大小。

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