浅谈JVM内存结构

一、JVM内存结构的大概划分：

1.1 堆(Heap)

线程共享。所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。回收器主要管理的对象。

1.1.1 堆结构

堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可。堆的内部结构按照传统的做法分成新生代和老年代，如图所示：

堆的作用是存放对象实例和数组。从结构上来分，可以分为新生代和老年代。而新生代又可以分为Eden空间、From Survivor空间(s0)、To Survivor空间(s1)，新生代中Eden所占比例最大，题外话：Eden这个词来自圣经，是一个逍遥自在美好的区域，所有的对象刚创建出来的时候都存放在Eden区。新生代中各个区域的占比为：8：1：1 。之所以Eden区占比大是由于每次垃圾回收时大部分对象都被回收掉，只有少数的需要移到S0区。老年代没有划分，当对象的存活时间达到一定值时，有新生代过渡到老年代。需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先后关系，所以同一个区中可能同时存在从Eden复制过来的对象，和从前一个Survivor复制过来的对象，而复制到老年代的只有从第一个Survivor区过来的对象。而且，Survivor区总有一个是空的。

1.1.2 控制参数

Xms 设置堆的最小空间大小

Xmx 设置堆的最大空间大小

XX:NewSize 设置新生代最小空间大小

XX:MaxNewSize 设置新生代最小空间大小

1.1.3 垃圾回收

此区域是拦击回收的主要操作区域

1.1.3 异常情况

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

1.2 方法区(Method Area)

线程共享。存储类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。

1.2.1 方法区结构

方法区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已经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。虽然Java虚拟机规范把方法区描述为一个堆的逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap(非堆)，目的应该是与Java堆区分开来。

很多人愿意把方法区称为“永久代”（Permanent Generation），本质上两者并不等价，仅仅是因为HotSpot虚拟机是设计团队选择把GC粉黛收集扩展至方法区，或者说使用永久代实现方法区而已。对于其他虚拟机（如BEA JRockit、IBM J9 等）来说是不存在永久代的概念的。再Java8中永生代彻底消失了。

1.2.2 控制参数

XX:PermSize 设置最小空间

XX:MaxPermSize 设置最大空间

1.2.3 垃圾回收

对此区域会涉及但是很少进行垃圾回收。这个给区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和类型的卸载，一般来说这个区域的回收"成绩"比较难以令人满意

1.2.4 异常情况 

根据Java虚拟机的规范的规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。

1.3 方法栈(JVM Stack)

线程私有。存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口，对象指针。

1.3.1 方法栈结构

每个线程会由一个私有的栈。每个线程中方法的调用又会在本栈中常见一个栈帧。再方法栈中会存放编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference类型，它不等同于对象本身。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间时完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小）

1.3.2 控制参数

Xss 控制每个线程栈的大小

1.3.3 异常情况

在Java虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常状况：

StackOverflowError:：异常线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度时抛出；

OutOfMemoryError：虚拟机栈可以动态扩展，当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出。

1.4 本地方法栈(Native Menthod Stack)

线程私有。为虚拟机使用到的Native方法服务。如Java使用c或者c++编写的接口服务时，代码在此区运行。

1.4.1 本地方法栈结构

本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈作为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。

1.4.2 控制参数

在SunJDK中本地方法栈和方法栈是同一个，因此也可以用Xss控制每个线程的大小。

1.4.3 异常情况

与虚拟机栈一样，本地方法栈区也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

1.5 程序计数器(Program Counter Register)

线程私有。有些文章也翻译成PC寄存器（PC Register）同一个东西。它可以看作是当前线程所指向的字节码的行号指示器。指向下一条指向的指令

它的作用可以看作当前线程所执行的字节码行号指示器。