JVMStackOverflowError与OutOfMemoryError

Posted 2021-08-21 征途黯然.

· StackOverflowError与OutOfMemoryError是JVM中常见的有关内存的异常，需结合JVM来；
· 在理解、区分这两个异常前，需要知道JVM中运行时数据区的结构；【见图1的讲解】
· 在了解JVM中运行时数据区的结构后，才能对以上两个异常从内存与线程层面有个好的认识；【见图2的讲解】

一、前置知识：JVM运行时数据区

    见图1，JVM运行时，数据区主要有5大类信息：方法区（JDK 8之后叫做元空间）、JVM栈、本地方法栈、堆、PC寄存器。

· 方法区（元空间）：
    在Java虚拟机中，元空间（方法区）是可提供各个线程共享的运行时内存区域，它存储了每一个类的结构信息，例如运行时常量池,字段和方法数据,构造函数和普通函数的字节码内容。它利用的是本地内存，不是JVM内存。

· JVM栈：
    虚拟机栈也是每条线程私有的区域，里头存储栈帧(Frame)，后面会重点介绍栈帧算是重点内容。方法的调用与返回基于栈帧来实现的。

· 本地方法栈：
    在Java中调用别的语言代码（例如C/C++）的话就需要用到别的方法栈。JVM会用到传统的栈(C stack)来调用native方法，这个就是本地方法栈的应用，当然这个不是必须实现的，完全取决于虚拟机的实现。

· 堆：
    在Java虚拟机中堆是所有线程都可以共享的内存区域，是存放所有类实例和数组对象的地方。在虚拟机启动就根据相关堆参数，创建堆，他也是GC工作的主要区域。
    堆分为年轻代和老年代。

· PC寄存器：
    全名叫做 Program Counter Register，概念类比于计算机组成原理中的PC寄存器，存放下一条指令的地址，线程私有，方便线程切换（比如并发），用于保存现场。

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二、StackOverflowError与OutOfMemoryError的结构

    见图2，在JVM运行时数据区中：
    · 方法区（JDK 8之后叫做元空间）、堆：是线程共享的，所有线程共用元空间和堆。堆用的是JVM内存，元空间使用本地内存，GC会对这两个部分进行收集。当堆或元空间满溢时，报错：OOM(OutOfMemoryError)。

    · JVM栈、本地方法栈、、PC寄存器:是线程私有的，每个线程都有属于自己的JVM栈、本地方法栈、PC寄存器。对于栈结构来说，只存在入栈、出栈操作，效率比使用内存结构高，GC不会对栈结构进行收集。（所以我们优化代码时可以利用逃逸分析原理来使得数据存储在JVM栈中。）一旦栈过大，超出范围，就会报错：StackOverflowError。
    对于PC寄存器来说，它只存一个地址，不存在溢出，也不会被GC收集。