一、JDK1.8 JVM内存模型概览

JAVA8的内存模型 - 图1
这里介绍的是JDK1.8 JVM内存模型。1.8同1.7比，最大的差别就是：元数据区取代了永久代。元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元数据空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。

二、各区域介绍

1. 程序计数器

每个线程一块，指向当前线程正在执行的字节码代码的行号。如果当前线程执行的是native方法，则其值为null。

2. Java虚拟机栈

JAVA8的内存模型 - 图2
线程私有，生命周期与线程同进同退。每个Java方法在被调用的时候都会创建一个栈帧，并入栈。一旦完成调用，则出栈。所有的的栈帧都出栈后，线程也就完成了使命。

3. 本地方法栈

功能与Java虚拟机栈十分相同。区别在于，本地方法栈为虚拟机使用到的native方法服务。不多说。

4. 堆

JAVA8的内存模型 - 图3
堆是JVM内存占用最大，管理最复杂的一个区域。其唯一的用途就是存放对象实例：所有的对象实例及数组都在对上进行分配。1.8后，字符串常量池从永久代中剥离出来，存放在队中。堆有自己进一步的内存分块划分，具体划分请参见上图。

5. 元数据区

元数据区取代了1.7版本及以前的永久代。元数据区和永久代本质上都是方法区的实现。方法区存放虚拟机加载的类信息，静态变量，常量等数据。
元数据区OOM测试：

a. jvm参数配置

  1. -XX:MetaspaceSize=8m -XX:MaxMetaspaceSize=50m

b. 测试代码

  1. public class MetaSpaceOomMock {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         ClassLoadingMXBean loadingBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean();
  5.         while (true) {
  6.             Enhancer enhancer = new Enhancer();
  7.             enhancer.setSuperclass(MetaSpaceOomMock.class);
  8.             enhancer.setCallbackTypes(new Class[]{Dispatcher.class, MethodInterceptor.class});
  9.             enhancer.setCallbackFilter(new CallbackFilter() {
  10.                 @Override
  11.                 public int accept(Method method) {
  12.                     return 1;
  13.                 }
  15.                 @Override
  16.                 public boolean equals(Object obj) {
  17.                     return super.equals(obj);
  18.                 }
  19.             });
  21.             Class clazz = enhancer.createClass();
  22.             System.out.println(clazz.getName());
  23.             //显示数量信息（共加载过的类型数目，当前还有效的类型数目，已经被卸载的类型数目）
  24.             System.out.println("total: " + loadingBean.getTotalLoadedClassCount());
  25.             System.out.println("active: " + loadingBean.getLoadedClassCount());
  26.             System.out.println("unloaded: " + loadingBean.getUnloadedClassCount());
  27.         }
  28.     }
  29. }

c. 运行输出

  1. jvm.MetaSpaceOomMock$$EnhancerByCGLIB$$567f7ec0
  2. total: 6265
  3. active: 6265
  4. unloaded: 0
  5. jvm.MetaSpaceOomMock$$EnhancerByCGLIB$$3501581b
  6. total: 6266
  7. active: 6266
  8. unloaded: 0
  9. Exception in thread "main" net.sf.cglib.core.CodeGenerationException: java.lang.reflect.InvocationTargetException-->null
  10.     at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.generate(AbstractClassGenerator.java:345)
  11.     at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.generate(Enhancer.java:492)
  12.     at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator$ClassLoaderData$3.apply(AbstractClassGenerator.java:93)
  13.     at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator$ClassLoaderData$3.apply(AbstractClassGenerator.java:91)
  14.     at net.sf.cglib.core.internal.LoadingCache$2.call(LoadingCache.java:54)
  15.     at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:266)
  16.     at net.sf.cglib.core.internal.LoadingCache.createEntry(LoadingCache.java:61)
  17.     at net.sf.cglib.core.internal.LoadingCache.get(LoadingCache.java:34)
  18.     at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator$ClassLoaderData.get(AbstractClassGenerator.java:116)
  19.     at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:291)
  20.     at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java:480)
  21.     at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createClass(Enhancer.java:337)
  22.     at jvm.MetaSpaceOomMock.main(MetaSpaceOomMock.java:38)
  23. Caused by: java.lang.reflect.InvocationTargetException
  24.     at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1.invoke(Unknown Source)
  25.     at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
  26.     at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)
  27.     at net.sf.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java:413)
  28.     at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.generate(AbstractClassGenerator.java:336)
  29.     ... 12 more
  30. Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
  31.     at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
  32.     at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:763)
  33.     ... 17 more

如果是1.7的jdk，那么报OOM的将是PermGen（方法）区域。

6. 直接内存

jdk1.4引入了NIO，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存。