JAVA内存区域

Posted 2021-01-24

首先解释下内存溢出和内存泄露之间的区别，为后面的学习做些铺垫：

1、内存溢出和内存泄露的区别和联系

内存溢出 out of memory：是指程序申请内存时，没有足够的内存供申请者使用，或者说，给了你一块存储int类型数据的存储空间，但是你却存储long类型的数据，那么结果就是内存不够用，此时就会报错OOM,即所谓的内存溢出

内存泄露 memory leak：是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄漏似乎不会有大的影响，但内存泄漏堆积后的后果就是内存溢出。

memory leak会最终会导致out of memory！

2、JVM中的堆栈和数据结构中堆栈的区别

在数据结构中，堆是完全二叉树，堆中个元素是有序的。而栈是一种特殊的线性表，具有先进后出，只允许在一端(栈顶)插入、删除的特点。

在jvm虚拟机中的堆栈对应内存的不同区域，笼统的说堆是用于存放对象的内存块，栈是用于执行程序的内存块。

下面切入正题

运行时数据区域

Java虚拟机在执行java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域，这些区域有各自的用途，以及创建和销毁的时间。有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。java虚拟机所管理的内存将会包含以下几个运行时数据区域

1、线程独有的内存区域有如下几块：

(1)、程序计数器：是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里，字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来取下一条需要执行的字节码的指令。由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器(对于多核处理器来说就是一个核)都只会执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存为区域为“线程私有”的内存。

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：它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型，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。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程。

(3)、本地方法栈：与虚拟机栈发挥的作用是非常相似的，他们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。

2、线程间共享的内存区域有如下几块：

(1)、java堆：对于大多数java应用来说，java堆是java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都是在这里分配的。Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称为“GC堆”(Garbage Collected Heap)。

(2)、方法区：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数据。虽然java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但它却有一个别名叫做Non-Heap(非堆)，目的是与java堆区分开来。

(3)、运行时常量池：是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口、等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池存放。既然运行时常量池是方法区的一部分，再染收到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

3、直接内存

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。但是这部分内存也被频繁地使用，而且也可能导致内存溢出问题。JDK1.4中新增加了NIO(参考https://www.ibm.com/developerworks/cn/education/java/j-nio/j-nio.html)，引入了一种基于通道(channel)与缓冲区(buffer)的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。显然，本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是，既然是内存，肯定还是会受到本机总内存（包括RAM、SWAP区）大小以及处理器寻址空间的限制。

分类: JAVA虚拟机
标签: JVM, JAVA, JAVA虚拟机, OOM