拒绝做知识“收藏家”

答应我，跟我一起学习吧，别再做知识收藏家了，把《深入理解 Java 虚拟机》书拿出来，翻它，盘它，磋磨它。

你创建的 Java 对象搁哪了

你创建的 Java 对象搁哪了 - 图1

今天学习的内容是 JVM 自动内存管理中的 运行时数据区域 内容。

自动内存管理

Java与C++之间有一堵由内存动态分配和垃圾收集技术所围成的高墙，墙外面的人想进去，墙里面的人却想出来。 —— 出自周志明《深入理解 Java 虚拟机》

Java 的内存区域与内存溢出。

对于 Java 程序来讲，内存是由虚拟机的内存自动管理机制垃圾回收来进行管理的。这样便使得程序不容易出现内存溢出和内存泄漏问题。但是一旦出现内存问题，排查和解决起来便不是一件容易的事。

运行时数据区域

  • 程序计数器
  • 虚拟机栈
  • 本地方法栈
  • 堆
  • 方法区 - 运行时常量池
  • 直接内存

PC寄存器（程序计数器）

  • 线程私有
  • 存储当前方法的字节码位置，如果是本地方法则存储 undefined
  • 唯一一个不会出现 OOM 的位置
  • 方法执行时使用；

Java 虚拟机栈

  • 线程私有
  • 存储程序方法执行时的 栈帧
  • 达到栈允许最大容量抛出 StackOverflow Error 栈溢出
  • 允许动态扩展，申请不到内存时抛出 OOM。（允许动态扩展由虚拟机实现方自行选择，hotspot选择的则是不允许动态扩展）
  • 不需要保证连续的内存
  • 方法执行时使用；

注：在 hotspot 中不允许扩展栈内存，但同样会发生 OOM ，这是发生在创建线程内存申请时内存不足抛出的OOM，这里也属于栈原因引起的。

本地方法栈

同上

注：说明两者服务对象，虚拟机栈服务于 Java 程序，本地方法栈服务于 JVM 程序（native 方法）。

堆

  • 线程共享
  • 存储类实例、数组对象
  • 容量超过允许最大值时抛出 OOM 异常（允许动态扩展）
  • 不需要保证连续的内存
  • 创建对象时使用

方法区

  • 线程共享
  • 存储类的结构信息（方法、字段、构造函数）、运行时常量池
  • 容量超过允许最大值时抛出 OOM 异常（允许动态扩展）
  • 不需要保证连续的内存
  • 虚拟机启动时创建
  • 后被替换为元空间（这里的内容要和 hotspot 的“永久代“一起理解）

运行时常量池

（这部分内存区域同在方法区中体现）

  • 线程共享
  • 存储接口或类的常量池（字面量 与 符号引用类的全部限定名等信息）
  • 类加载时创建
  • 创建过程使用的方法区内存大小，可能出现 OOM 异常

直接内存

（这部分为延展内容）

  • 不受虚拟机参数控制，直接使用主机内存，受主机内存大小限制；
  • JDK4中的 NIO 首次使用；
  • 在设置JVM参数时，需考虑直接内存的使用大小，防止其过渡使用出现 OOM；
  • JDK7的时候，使用直接内存实现了方法区，到 JDK8 将 JDK 7 剩余的类型信息移入元空间（这里指 hotspot 虚拟机） | 作用\名称 | PC寄存器（程序计数器） | Java虚拟机、本地方法栈 | Java 堆 | 方法区 | | —- | —- | —- | —- | —- | | 异常情况 | 无 | 栈溢出、堆溢出 | 堆溢出 | 堆溢出 | | 需要连续内存 | 否 | 否 | 否 | 否 | | 存储内容 | 在执行 Java 代码时，存储字节码地址。
    在执行本地方法时，存储 undefined | 栈帧（每个栈帧以方法为单位） | 类实例、数组对象 | 类的结构信息、字段、方法等 | | 使用时机 | 方法执行时 | 方法执行时 | 创建对象时 | 类被加载时 | | 线程私有 | 是 | 是 | 否 | 否 |

写在最后

Java 的对象搁哪现在你清楚了吗？每天一点点，啃完虚拟机。欢迎加群一起讨论学习，大家一起学习效率很高哦