JVM内存模型

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关键词：程序计数器、java虚拟机栈、本地方法栈、静态方法区、堆区

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问题

1、栈帧存储的是哪些东西？

一、概述

**程序计数器**是较小一块内存空间，用于当前线程所执行的**字节码的行号指示器**；

**栈**分为java虚拟机栈和本地方法栈，主要用于**方法的执行**；

**方法区**存储**类信息、常量、静态变量**等数据，也称静态方法区，为与java堆进行区分也称之为**非堆**（别名Non-Heap）

**堆内存**由**年轻代**（默认占堆内存1/3，又分为Eden空间 - **伊甸区（也即新生代）**、From Survivor空间 - **From幸存者区**、To Survivor空间 - **To幸存者区**，默认8:1:1比例分配）和**老年代**组成，是JVM中最大的一块内存

**内存分布：**

    Java内存≈Heap(堆内存)+PermGen(方法区)+Thread(栈)

    Heap（堆内存）=Young（年轻代）+Old（老年代）

    Young（年轻代）=EdenSpace（新生代）+From Survivor+To Survivor

参数设置：

每个线程栈的大小：-Xss
堆内存最小空间大小：-Xms**
堆内存最大空间大小：-Xmx
新生代最小空间大小：-XX:newSize
新生代最大空间大小：-XX:maxNewSize - （或者-Xmn1g，或者 -XX:NewRatio=1）
老年代空间大小 = 堆内存空间大小 - 新生代空间大小 - 新生代 * （2 * 1/(8 + 1 + 1)）
注意：

与java线程内存模型进行区分，即线程、主内存、工作内存：

二、Java虚拟机运行时数据区

1、 程序计数器：当前线程（->线程私有）所执行的字节码的行号指示器。

当前线程正在执行的是一个java方法，则计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；

当前线程正在执行的是一个native方法，则计数器值为空；

此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。
2、Java虚拟机栈：是描述Java方法执行（->线程私有）的内存模型（每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息），每个方法从调用到执行完成的过程，都是对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

局部变量表：存放编译期已知的各种基本数据类型（如boolean等）、对象引用（reference类型，为指向对象起始地址的引用指针，或指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）、returnAddress类型（为指向了一条字节码指令的地址）；；且64位长度的long和double会占用2个局部变量空间（Slot），其余只占用1个

StackOverflowError异常：当线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度时抛该异常

OutOfMemoryError异常：如果虚拟机栈可以动态扩展，且扩展时无法申请到足够的内存时抛该异常
3、本地方法栈：相较于Java虚拟机栈（Java方法）而言，只是为虚拟机使用到的Native方法服务的（->线程私有）；同样，抛StackOverflowError和OutOfMemoryError异常
4、方法区：[jdk8 -> Metaspace内存空间]

用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据，线程共享的；

JVM虚拟机规范中将方法区描述为堆的一个逻辑部分，因此方法区也叫非堆，以与堆进行区分；

Hotspot - 方法区也被javaer称为永久代（PermGen），实际上二者并不等价，只是因为在Hotspot中GC分代收集被扩展至了方法区，或者说使用永久代来实现方法区而已

方法区的内存回收主要是针对常量池的回收和类型的卸载

当无法满足内存分配需求时，那么将抛出OutOfMemoryError异常
5、堆区：

虚拟机启动时创建且是线程共享的一块内存区域，唯一目的就是存储对象实例，几乎所有的对象实例均在此分配；

是垃圾收集器管理的主要区域，也因此称为GC堆（由于GC算法都是采用分代收集算法，因此也可以细分为年轻代（又分为Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间，默认8:1:1比例分配）和老年代）

当在堆中没有内存完成实例分配，且也无法扩展堆内存，那么将抛出OutOfMemoryError异常、

三、其他

一个2G堆大小的JVM，可能总共占据的内存大小如下：

    堆内存 ＋ 线程数 ＊ 线程栈 ＋ 永久代 ＋ 二进制代码 ＋ 堆外内存

    2G + 1000 * 1M + 256M + 48/240M + (～2G) = 5.5G (3.5G)   
    \- 堆内存： 存储Java对象，默认为物理内存的1/64   
    \- 线程栈： 存储局部变量（原子类型，引用）及其他，默认为1M   
    \- 永久代-方法区： 存储类定义及常量池，注意JDK7/8的区别   
    \- 二进制代码：JDK7与8，打开多层编译时的默认值不一样，从48到240M   
    \- 堆外内存： 被Netty，堆外缓存等使用，默认最大值约为堆内存大小

四、参考

1、https://blog.csdn.net/liuxinghao/article/details/73963399