java是一門內存動態分配、垃圾自動回收的高級編程語言。

1 運行時數據分區

• 方法區

　　　　用來存儲已被虛擬機加載的類信息、常亮、靜態變量、即時編譯後的代碼等數據；在hotspot虛擬機中又被稱為永久代，此外字符串常量池已經在java7版本後移除永久代。

　　　　運行時常量池是方法區的一部分，具有動態性，用於存放編譯器生成的各種字面量和符號引用。

• 堆

　　　　內存中最大的一塊，用於存放對象實例，是垃圾回收的主要區域；可分為新生代、老年代，也可分為Eden空間、From Survivor空間、ToSurvivor空間。

• 虛擬機棧

　　　　為虛擬機執行java方法服務，描述java方法執行的內存模型，每個方法執行的同時都會創建一個棧幀用於存儲局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口燈信息；方法的調用到執行完成對應的就是入棧到出棧的過程。

• 本地方法棧

　　　　為虛擬機使用到的Native方法服務；常用的hotspot虛擬機將虛擬機棧和本地方法棧合為一。

• 程序計數器

　　　　當前線程所執行的字節碼的行號指示器。

2 HotSpot虛擬機對象探秘

　　2.1 對象的創建

　　　　假設類加載步驟已完成，還需要如下過程：

• • 為新生對象分配內存　　
  • 將分配的內存空間初始化為零值，不包括對象頭
  • 虛擬機對對象進行必要的設置，如屬於哪個實例、GC分代年齡等信息
  • 至此從虛擬機角度，對象已創建完成；但對java程序而言，還需執行<init>方法

　　　　其中為新生對象分配內存有兩種方式：其一，指針碰撞，這種情況要求堆內存絕對規整，用過的和空閑的分別存放，只需指針在空閑空間移動相應大小即可；其二，空閑列表，虛擬機維護一個記錄內存狀態的列表，分配的時候找到一塊足夠大的空間劃分給對象實例，並更新記錄；兩種方案的選擇由堆是否規整決定，堆的狀態又由具體的垃圾收集器絕定。

　　　　此外，對象創建是一個非常頻繁的動作，需要采取措施保證線程安全。此處同樣有兩種方案可選，其一，同步分配空間，采用CAS配上失敗重試的方式保證原子性操作；其二，分配動作按照線程在不同的空間進行劃分，每個線程在堆中預先分配一小塊內存（ Thread Local Allocation Buffer，TLAB），只有當TLAB用完並分配新的TLAB時才需要同步鎖。

　　2.2 對象的內存布局

　　　　在HotSpot虛擬機中，對象在內存中分為三個區域：對象頭、實例數據和對齊填充。

• • 對象頭分為兩部分：其一，Mark Word，用於存儲對象自身的運行時數據，如哈希碼、GC分代年齡、鎖狀態標識等；其二，類型指針，指向對象的類元數據的指針，用來確定對象是哪個類的實例。如果是java數組，對象頭中還有一塊記錄數組長度的數據，因為從數組的元數據無法確定數組的大小。
  • 實例數據，存儲代碼中所定義的各種類型的字段內容，包括父類繼承的、子類自定義的。
  • 對齊填充，並不是必然存在，因為HotSpotVM要求對象的起始地址必須是8字節的整數倍，所以部分情況需要補齊。

　　2.3 對象的訪問定位

　　　　建立對象是為了使用對象，java程序需要通過棧上的reference數據來操作對上的具體對象，目前主流方式有使用句柄、直接指針兩種方式。

• • 使用句柄，優勢是reference內存儲的是穩定的句柄，在對象被移動時只改變句柄中的實例數據指針，而reference本身不需要改變。

• • 直接指針，優勢是速度快，他節省了一次指針定位的時間開銷，由於對象的訪問非常頻繁，這種方式可以提升很高效率，HotSpot采用這種方式

3 OutOfMemoryError異常

• java堆溢出，拋OutOfMemoryError異常，後面提示java heap space
• 棧溢出，如果線程請求的棧深度大於虛擬機所允許的最大深度，拋StackOverflowError異常；如果虛擬機在擴展棧時無法獲取足夠空間，拋OutOfMemoryError異常
• 方法區和運行時常量溢出，拋OutOfMemoryError異常，後面提示PermGen space

jvm--內存區域與內存溢出異常