jvm学习笔记(一) —– JAVA 内存

JAVA 内存

• 一、程序计数器
• 二、虚拟机栈
• 三、本地方法栈
• 四、堆
• 五、非JAVA内存(堆外内存)
• • 1.元空间(Metaspace)
  • 2.直接内存

链接: jvm学习笔记(二) —– 垃圾回收
链接: jvm学习笔记(三) —– 垃圾回收器

一、程序计数器

1. 虚拟机需要通过『程序计数器』记录指令执行到哪了。
2. 线程要轮流使用 CPU 时间片，因此需要『程序计数器』来记住正在执行的字节码的地址。例如 线程 A 的计数器记录当前执行到了第三行字节码，这时候时间片用完了，CPU 切换到其它线程运行，当 CPU 再次切换到 线程 A 时，它就会从计数器得知上次执行的代码位置，继续向下运行。

二、虚拟机栈

1. 作用: 一个线程使用的内存大小。线程内调用一次方法，就会产生一个栈帧，栈帧内包含方法内局部变量，方法参数，返回地址等。多个栈帧合称为『栈』，而正在执行的方法称为『活动栈帧』，一个线程内同一时刻只能有一个『活动栈帧』
2. 配置：

-Xss

The default value depends on the platform: 
* Linux/x64 (64-bit): 1024 KB 
* macOS (64-bit): 1024 KB 
* Oracle Solaris/x64 (64-bit): 1024 KB 
* Windows: The default value depends on virtual memory
*

3. 特点：
   • 方法执行完毕，栈帧内存即被释放
   • 因为线程私有，不存在共享，因此线程安全
   • 值越大，会让线程数更少
4. 栈内存溢出情况
   • 栈太小，方法调用过深（栈帧太多）
   • 栈太小，方法内局部变量太多（栈帧太大）
5. 测试代码如下：

public class Demo1 {

    private static  int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        method1();
    }

    private static void method1() {
        count ++ ;
        System.out.println(count);
        method1();
    }

}

三、本地方法栈

• 每个线程启动时，还会分配『本地方法栈』内存，来给哪些其它语言实现的方法（称为本地方法）使用。
  +

四、堆

1. Java堆通常是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被锁有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。这块区域唯一的目的就是存放对象实例，几乎所有对象实例及数组都在该区域分配内存,从 JDK1.7 开始，StringTable等也会使用堆内存。
2. Java堆时垃圾收集器管理的主要区域（GC堆），从内存回收的角度（收集器一般采用分代收集算法），堆被划分为新生代和旧生代，新生代又被进一步划分为Eden(伊甸园) 和 Survivor(幸存区) 区，最后Survivor由FromSpace和ToSpace组成，结构图如下所示：
3. 堆空间内存分配（默认情况下）

• 老年代 ： 三分之二的堆空间

• 年轻代 ： 三分之一的堆空间

• eden区： 8/10 的年轻代空间

• survivor From : 1/10 的年轻代空间

• survivor To : 1/10 的年轻代空间

五、非JAVA内存(堆外内存)

1.元空间(Metaspace)

1. 作用：用来存储类对象，类加载器，静态变量，StringTable，SymbolTable，即时编译器生成的代码等。

2. 历史:

   1. 『方法区』是 Java VM 规范中定义的概念，具体实现根据各个虚拟机厂商的不同而不同。对于 Oracle 的 HotSpot 虚拟机来说，最初作为『方法区』的实现称之为『永久代』，从 Java 8 开始，『永久代』被替换为『元空间』。
   2. 『永久代』，垃圾回收仍然会考虑『永久代』，但回收效率不高，StringTable 最初也使用的是『永久代』内存，容易造成 OOM 问题。
   3. 『元空间』，使用了操作系统内存，默认没有上限。并且 StringTable 的空间被移至堆内存，『元空间』中仅存储类加载器、类对象等信息，垃圾回收不用考虑『元空间』，元空间自己管理内存释放。

2.直接内存

1. 定义：在 NIO 进行 IO 操作时，用到的数据缓冲内存 DirectBuffer
2. 特点：典型实现由 DirectByteBuffer，它使用了堆外内存，可以用 allocateDirect 方法创建
3. 好处:
   • 没有使用堆内存，减少 GC 压力
   • I/O 读写操作直接操作堆外内存，省去了系统空间和用户空间的数据拷贝
   • 堆外内存回收通过虚引用实现