Java内存结构

JVM线程结构

程序计数器:

一小块的内存区域，可以看做是当前线程执行字节码的行号指示器，为了确保线程切换之后恢复到上次执行的位置，每一个线程必须有一个独立的程序计数器。是线程的私有内存，是JVM中唯一没有规定任何内存溢出的内存区域。

JVM栈

虚拟机栈，线程私有，生命周期和线程相同。每个方法被调用是都会创建一个帧栈，用于存放局部变量，操作数栈，方法出口和动态链接等。局部变量空间是在编译器确定的。两种异常:如果单线程请求的栈深度大于虚拟机允许的最大深度，stackOverflowException,如果虚拟机栈可以动态扩展，当扩展到没有空间时，会抛出outOfMemoryException.

本地方法栈

JVM栈时虚拟机调用java方法服务，本地方法栈是为虚拟机调用操作系统服务。

堆

虚拟机管理最大内存，被所有线程共享数据，虚拟机启动时创建，为了存放对象的实例。

方法区

方法区和堆一样所有线程数据共享，存放已被虚拟机加载的类变量，常量，静态变量。即编译过的数据。方法区最重要的是运行时常量池，用于存放编译期生成的字面变量，符号引用，直接引用。这些数据在类加载后存放于方法区的常量池中，运行时期也可以将新的常量放入常量池

 

JVM垃圾回收机制

jvm堆和非堆分为年轻代，年老代，永久代三种。年轻代和年老代就是共享堆，年轻代主要是动态的存储，存储新产生的对象，年老代存储年龄大些的对象。永久代就是方法区，主要存储java类信息，包括解析到的方法，字段，属性等。永久代基本不参与垃圾回收，我们所说的垃圾回收主要针对年轻代和年老代。

年轻代又分为三个区域，eden，和两个sourvior,分成这三个部分主要是为了将生命周期短的留在年轻代。当eden空间不足时，会进行minorGC,存活对象放在sourvior。

年老代主要存放存活时间长的对象，比如缓存对象。

JVM垃圾回收过程

• 对象在eden申请空间
• 当eden区满了，创建对象，申请不到空间，会进行minorGC，对eden+sourvior区进行回收。
• minorGC时，eden区不能被回收的数据会被放入sourvior，另外一个sourvior区不能被回收的对象也会被放入这个sourvior中，始终保持一个sourvior区域为空。
• 当发现sourvior区域满了之后，会将sourvior中的对象移入老年代，或者在未满时将年龄足够的对象放入老生代。
• old区满之后，进行fullGC.

minorGC,majorGC,fullGC

• minorGC一般发生在年轻代，比较频繁，回收速度也快。
• majorGC老年代垃圾回收，伴随着minorGC，速度比minorGC慢十倍左右。
• fullGC整个堆进行垃圾回收，一般是majorGC。
• majorGC和fullGC耗内存，所以要设置好年轻代和老生代的大小，当fullGC频繁的时候，内存也就接近溢出了。

JVM垃圾回收中的对象分配原则

• 对象优先分配到eden区域，当eden区域不足时，进行minorGC回收。
• 大对象直接放入老年代(占用连续内存大的)，避免在eden区和sourvior拷贝。
• 长期存活的对象放入老生代，jvm提供了年龄的计算，每经过一次minorGC未被回收的对象年龄就会加一，直到到达一个阈值后放入老生代。
• 动态判断，如果sourvior中相同年龄的对象所占用空间大于等于sourvior的一半，那么年龄大于这些对象的将被放入老生代。
• 空间分配担保，每次进行minorGC时，会计算需要移入老生代数据的大小和老生代剩余空间大小，如果后者小于前者，会进行fullGC,如果小于检查HandlePromotionFailure,true会进行minorGC,false进行fullGC。

jvm回收机制

• 串行收集器:使用单线程，无需多线程交互，因此效率较高。
• 并行收集器:使用多线程对年老代进行垃圾回收，因此可以减少回收时间，一般在多核多线程机器使用。
• 并发收集器:可以并发收集，应用不停止，垃圾回收只占用较少的时间，适用于响应要求高，大规模应用。

常见内存溢出三种状况

堆溢出

head是年轻代和老生代大小之和，如果head中80%时间永远GC并且可用空间不足2%，会引发堆溢出。

解决办法：手动设置Head大小

PermGen溢出

永久代。存放class和meta,当加载过多的class会发生PermGen溢出溢出。

解决办法：设置-XX：permSize和-XX：permSizeMax大小即可

栈溢出

函数调用过程体现在了堆栈和退栈上，因此函数调用层越多，越容易发生栈溢出。

解决办法：设置-XSs

JVM常用参数