Java 内存区域与内存溢出异常

Posted 2020-07-14 张宗星

一、Java虚拟机内存划分

　　1.程序计数器

　　线程私有

　　可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。字节码解释器工作时是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。

　　Java虚拟机是通过多线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式实现，为了切换线程后能正确的恢复到执行的位置，每一个线程都有一个独立的程序计数器。

　　2.Java虚拟机栈

　　线程私有，与线程的生命周期相同。

　　虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法创建的时候都要创建一个栈帧，用户存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法执行到结束标示一个栈帧的入栈到出栈。

　　局部变量表：存放编译期可知的基本数据类型(boolean ，byte，char，short，int，float，long，double)，对象引用，returnAddress类型。long，double占用两个空间(slot)，其他类型占用一个。

　　这个区域规定了两个异常：①线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度会抛出StackOverflowError，这种异常出现的场景最长现的是递归。简单说就是方法的层数太多。②虚拟机栈如果不能扩容，当方法太大的话，出现占用的内存太大出现OutOfMemoryError.

　　3.本地方法栈

　　与虚拟机栈发挥的作用相似，虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，本地方法栈为虚拟机使用的Native方法服务。

　　4.Java堆

　　Java堆是所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动的时候创建。所有对象实例以及数组都要在堆上分配。

　　如果堆中没有内存完成分配的时候，并且堆空间无法扩展的时候会出现OutOfMemoryError异常。

　　5.方法区

　　线程共享的内存区域，作用：存储已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译期编译后的代码等数据。

　　会出现OutOfMemoryError异常

　　6.运行时常量池

　　运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中存在：类的版本、字段、方法、接口等描述信息；还有常量池：用户存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分将在类加载之后进入方法区的运行时常量池。

二、HotSpot虚拟机对象探秘

　　1.对象的创建

　　1.1 虚拟机遇到new时，首先检查这个指令的参数是否在常量池中定位到一个类的引用，并且这个引用代表的类是否被加载、解析和初始化过，如果没有则执行相应的类加载过程。

　　1.2 虚拟机为对象分配内存

　　对象所需的大小在类加载之后就能确定。两种方案：①指针碰撞：需要内存是绝对规整的，分配了的在一边，未分配的在另一边。中间存放指针作为分界点的指示器。②空闲列表：记录哪些内存是可用的。分配方案根据垃圾回收机制确定，有没有压缩整理机制。

　　1.3 虚拟机将分配到的内存控件初始化为0.

　　1.4虚拟机对对象进行必要的设置。

　　例如：这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类元数据信息、对象的哈希码、对象的GC分带年龄。这些信息存放在对象头之中。

　　1.5 上面工作完成后从虚拟机角度，对象已经创建，但是所有字段都是0，接着执行<init>操作把对象按照程序员的意愿进行初始化

　　2.对象的内存布局

　　对象在内存中布局可以分为3个区域：对象头、实例数据、对齐填充