Java記憶體區域與記憶體溢位異常 JVM筆記1
阿新 • • 發佈：2019-01-01
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執行時資料區域
JAVA虛擬機器在執行Java程式的過程中會把它所管理的記憶體劃分為若干個不同的資料區域。
程式計數器
- 一塊較小的記憶體空間，可以看作當前執行緒所執行的位元組碼的
行號指示器。 - 通過改變這個計數器的值來選取下一條需要執行的位元組碼指令。
- 每條執行緒都需要一個獨立的程式計數器各條執行緒之間互不影響，獨立儲存，我們稱這類記憶體區域為執行緒私有的記憶體。
虛擬機器棧
- 也是執行緒私有的，生命週期與執行緒相同。
- 用來描述Java執行的記憶體模型（區域性變量表，運算元棧，動態連結，方法出口等）
- 如果執行緒請求的棧深度大於虛擬機器所允許的深度，丟擲StackOverflowError異常
- 如果虛擬機器棧可以動態擴充套件，擴充套件時無法申請到足夠的記憶體，就會丟擲OutOfMemoryError異常
本地方法棧
- 執行緒私有
- 與虛擬機器棧作用類似，不過虛擬機器棧為虛擬機器執行Java方法服務，而本地方法棧為虛擬機器使用到的Native方法服務
- 也會丟擲StackOverflowError和OutOfMemoryError異常
堆
- 執行緒共享
- Java虛擬機器所管理記憶體最大的一塊，在虛擬機器啟動時建立。
- 用於儲存
物件例項，幾乎所有物件例項都在這裡分配記憶體。 - 是垃圾收集器管理的主要區域
- 如果堆中沒有記憶體完成例項分配，並且堆也無法擴充套件時，將會丟擲OutOfMemoryError異常
方法區
- 執行緒共享
- 用於儲存已被虛擬機器載入的類資訊、常量、靜態變數、即時編譯器編譯後的程式碼等資料
- 很少出現垃圾回收行為
- 常量池時方法區的一部分,Class檔案除了又類的版本、欄位、方法、介面等描述資訊外，還有一項資訊是常量池，用於存放編譯器生成的各種字面量和符號引用，這部分內容在類載入後進入方法區的執行時常量池中存放。常量池具有動態性，執行期間也可能將新的常量放入池中，比如String類的intern()方法
- 無法滿足記憶體分配需求時，將丟擲OutOfMemoryError異常
直接記憶體
- 即本機的記憶體，不是虛擬機器執行時資料區的一部分，但是經常用到。
- 也可能導致OutOfMemoryError異常，比如為虛擬機器分配的記憶體大於實體記憶體限制。
物件的記憶體佈局
在HotSpot虛擬機器中，物件在記憶體中的儲存的佈局可以分為3塊區域:物件頭(Header)、例項資料(Instance Data)和對其填充(Padding)。
物件頭
HotSpot的物件頭包括兩部分資訊。
第一部分:
- 儲存物件自身的執行時資料。雜湊碼、GC分代年齡、鎖狀態標誌、執行緒持有的鎖、偏向執行緒ID、偏向時間戳等。
- 長度在32位和64位虛擬機器中（未開啟壓縮指標）中分別為32bit和64bit，官方稱它為“Mark Word”。
第二部分：
- 物件頭另外一部分時型別指標，即物件指向它的類元資料的指標，虛擬機器通過這個指標來確定物件是哪個類的例項。
- 若物件是陣列，那麼在物件頭中還必須有一塊用於記錄陣列長度的資料。
例項資料
- 是物件真正儲存的有效資訊，也是程式程式碼中所定義的各種型別的欄位內容。
- HotSpot虛擬機器預設的分配策略為longs/doubles,ints,shorts/chars,bytes/booleans,oops(Ordinary Object Pointers)，相同寬度的欄位總是被分配在一起。
對齊填充
- 並不是必然存在的，也沒有特別含義。
- 起到佔位符的作用。
物件的訪問定位
建立物件是為了使用物件，我們的Java程式主要通過棧上的reference資料來操作堆上的具體物件。由於reference型別在java虛擬機器規範中只規定了一個指向物件的引用，並沒有定義這個引用應該通過什麼樣的方式區定位、訪問堆中物件的具體位置，所以物件訪問方法方式也是取決於虛擬機器實現而定的。目前主流的訪問方式為控制代碼和直接指標兩種。
- 若是使用控制代碼訪問，Java堆中會劃出一塊記憶體作為控制代碼池，reference中儲存的就是物件的控制代碼地址，控制代碼中包含物件例項資料（在Java堆）與型別資料(在方法區)各自的具體地址資訊。
優點：在物件被移動時只會改變控制代碼中的例項資料指標，而reference本身不需要修改。 - 若是使用直接指標訪問，Java堆就必須考慮如何放置訪問型別資料的相關資訊，reference中儲存的直接就是物件地址。
優點:訪問速度更快，節省一次指標定位時間。