深入了解Java虚拟机java内存区域与内存溢出异常

Posted 寰殇丶天使

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了深入了解Java虚拟机java内存区域与内存溢出异常相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

java内存区域与内存溢出异常

一、运行时数据区域

  

 

  1.程序计数器:线程私有,用于存储当前所执行的指令位置

  2.Java虚拟机栈:线程私有,描叙Java方法执行模型;执行方法时都会创建一个栈帧,存储局部变量,基本类型变量,引用等信息

  3.Java本地方法栈:线程私有,为虚拟机使用到的Native方法服务

  4.Java堆:线程共享,是垃圾收集器的主要工作地方;存储对象实例等

  5.方法区:线程共享;存储类信息,常量,静态变量等

    运行时常量:存放编译时生成的各种字面量和符号引用

  6.直接内存:机器的内存

二、虚拟机对象

  1.对象的创建

  • 先检查常量池能否定位到此类的符号引用,并检查类是否已经加载初始化,否则要先执行加载过程;
  • 为对象分配内存:计算空间并从堆中划分一块连续或不连续的区域;使用的是cas+失败重试,避免线程安全问题(因为对象创建十分频繁,不知道当前内存有没有被分配出去)
  • 初始化内存空间:将分配的内存空间初始化0值
  • 设置对象基本信息:元数据、hash码、gc等
  • 执行java的init初始化:

  2.对象的内存布局

    对象头:存储对象的hash码、锁状态等 和 类型指针(对象所指向类的元数据)

    实例数据:对象真正存储的信息

    对齐填充:填充符合规则

  3.对象的访问定位

    对象的访问,通过java栈上的reference数据,它维护了一个指向对象的引用

    访问方式:句柄和直接访问

      

      句柄:堆中维护句柄池,reference指向句柄,句柄中包含了对象实例数据和类型数据的地址信息

        移动方便,直接修改句柄中的实例数据即可;开销大,多了一次指针定位

     

      直接:reference直接指向对象地址

        速度快

三、实战OutofMemoryERROR

  1.java堆溢出

    参数:-Xms堆最小值;-Xmx堆最大值;-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError出现溢出时内存快照分析

    堆中存放的是对象:可以创建大量对象来实现堆溢出:heap space

  2.栈溢出

    参数:-Xss设置栈值

    栈深度,可以通过无限递归增加栈深度、或创建大量线程实现

//递归来StackOverFlower
public class JavaVMStackSOF {
    private int stackLength = 1public void stackLeak(){
        stackLength++;
        stackLeak();
    }
    public static void main(String[] args)throws Throwable{
        JavaVMStackSOF oom = new JavaVMStackSOF();
        try {
            oom.stackLeak();
        } catch(Throwable e){
            System.out.println("stack length:" + oom.stackLength);
            throw e;
        }
    }
}

  3.方法区和常量池溢出

    参数:-XX:PermSize方法区大小;-XX:MaxPermSize方法区最大大小

      在JDK1.6前,可以通过创建大量的String,虚拟机会复制对象放入常量池,从而溢出

      在1.7及以后,不可以这样,因为虚拟机只会在常量池中保存首次出现此对象时对象的引用

      方法区的溢出:方法区保存的是类的信息,通过产生大量的动态类来溢出,如spring其实也是通过动态代理产生的类

public class JavaMethodAreaOOM{
    public static void main(String[]args){
        whiletrue){//创建大量的动态类,动态代理OOMObject
            Enhancer enhancer=new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
            enhancer.setUseCache(false);
            enhancer.setCallback(new MethodInterceptor(){
                public Object intercept(Object obj,Method method,Object[]args,MethodProxy proxy)throws Throwable{
                    return proxy.invokeSuper(obj,args);
                }}
            );
            enhancer.create();
        }}
        static class OOMObject{
    }
}

 

  String.intern()是一个Native方法,它的作用是:如果字符串常量池中已经包含一个等于此String对象的字符串,则返回代表池中这个字符串的String对象;否则,将此String对象包含的字符串添加到常量池中,并且返回此String对象的引用

  JDK6及以前:方法区(永久代)是单独的,常量池在方法区内

  JDK7:去永久代

public class RuntimeConstantPoolOOM{
    public static void main(String[]args){
        String str1=new StringBuilder("计算机").append("软件").toString();
        System.out.println(str1.intern()==str1);
        String str2=new StringBuilder("ja").append("va").toString();
        System.out.println(str2.intern()==str2);
    }
} 

  这段代码在JDK 1.6中运行,会得到两个false,而在JDK 1.7中运行,会得到一个true和一个false。

  产生差异的原因是:在JDK 1.6中,intern()方法会把首次遇到的字符串实例复制到永久代中,返回的也是永久代中这个字符串实例的引用,而由StringBuilder创建的字符串实例在Java堆上,所以必然不是同一个引用,将返回false。

  而JDK 1.7:intern()实现不会再复制实例,只是在常量池中记录首次出现的实例引用,因此intern()返回的引用和由StringBuilder创建的那个字符串实例是同一个。

  对str2比较返回false是因为“java”这个字符串在执行StringBuilder.toString()之前已经出现过,字符串常量池中已经有它的引用了,不符合“首次出现”的原则,而“计算机软件”这个字符串则是首次出现的,因此返回true

  注意:1.7及以后保存的是首次出现的引用;理解上面的分析

   4.本机直接内存

    参数:-XX:MaxDirectMemorySize直接内存大小;默认==最大堆内存

 

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