JVM学习笔记1--内存模型

请注意：本文描述JDK版本为SUN 5.6+ , IBM 5+

进程和寻址空间

      jvm最终表现为一个java进程，也是一个操作系统进程。因此jvm的内存最大就是进程的内存，进程所能占用的内存决定于OS的寻址空间和内存模型。

 

      32位操作系统的寻址空间为：2^32  0x00000000 – 0xFFFFFFFF  4GB

      64位操作系统的寻址空间为：2^64  0x0000000000000000 – 0xFFFFFFFFFFFFFFFF  16 EiB

 

      并不是所有的寻址空间都能给用户进程使用，操作系统的kernel、runtime support libraries需要占用一定的内存，这些内存占用多少、占用什么地址段和操作系统内存模型相关，不同的操作系统用户能用的地址空间不同。

 

      32bit User Space Available to the Java Process

      

 

 

 

 

 

      64位操作系统由于寻址空间巨大，基本不会出现内存不够用的情况，因此就不详细介绍其内存模型了。

 

      64 bit User Space Available to the Java Process

 

      了解了操作系统的寻址空间和内存模型后，你就可以了解jvm作为一个java process，所能占用用户内存是多大了。  

堆栈的概念 

    栈是运行时的单位，而堆是存储的单位。

    栈解决程序的运行问题，即程序如何执行，或者说如何处理数据；堆解决的是数据存储的问题，即数据怎么放、放在哪儿。Java变量中基本类型存放在栈中，引用类型存放在heap中，因为基本类型的长度不变，不需要动态扩展。

    在Java中一个线程就会相应有一个线程栈(-Xss)与之对应，而堆则是所有线程共享的。栈因为是运行单位，里面存储的信息都是跟当前线程（或程序）相关信息的。包括局部变量、程序运行状态、方法返回值等等；而堆只负责存储对象信息。线程栈过小会出现java.lang.StackOverflowError错误。

 

 

JVM 内存模型

      前面介绍了操作系统寻址空间、用户进程可以占用的内存，那我们再来看看在java process里面有多少内存可以用于java application。

      java 进程的内存分成两大部分：heap和native heap。Available Memory Space – Max Java Heap Size = Native Heap。

      从图中可以看出jvm内存的构成：

                  
 

Java heap
– 分配的连续内存区
– 通过配置-Xmx在启动的时候占用。但WINDOWS平台测试结果：在jvm启动的时候校验内存是否满足要求，但是并不实际占用，也就是说，如果当jvm heap扩展的时候很可能因为主机内存不够而引起OOM。因此要注意主机内存，不要认为只要事先分配好JVM内存就可以保证JVM运行。
Just In Time (JIT) Compiler
– JIT运行时数据
– 存储动态编译成的二进制代码
Virtual Machine Resources:
– Debug Engine
– Trace Buffers
– Dump Buffers
– GC Infrastructure
JNI Allocations
– JNI函数分配的NativeHeap
Resources to underpin Java Objects
– Classes and ClassLoaders（存放在栈中）
– Threads（关联Native Thread）
– Direct java.nio.ByteBuffers（直接使用NativeHeap）
– Sockets（关联Native Socket）