JVM内存结构

结合一段 java 代码的执行理解内存划分

• 执行 javac 命令编译源代码为字节码
• 执行 java 命令
• 创建 JVM，调用类加载子系统加载 class，将类的信息存入方法区
• 创建 main 线程，使用的内存区域是 JVM 虚拟机栈，开始执行 main 方法代码
• 如果遇到了未见过的类，会继续触发类加载过程，同样会存入方法区
• 需要创建对象，会使用堆内存来存储对象
• 不再使用的对象，会由垃圾回收器在内存不足时回收其内存
• 调用方法时，方法内的局部变量、方法参数所使用的是  JVM 虚拟机栈中的栈帧内存
• 调用方法时，先要到方法区获得到该方法的字节码指令，由解释器将字节码指令解释为机器码执行
• 调用方法时，会将要执行的指令行号读到程序计数器，这样当发生了线程切换，恢复时就可以从中断的位置继续
• 对于非 java 实现的方法调用，使用内存称为本地方法栈（见说明）
• 对于热点方法调用，或者频繁的循环代码，由 JIT 即时编译器将这些代码编译成机器码缓存，提高执行性能

说明

• 加粗字体代表了 JVM 虚拟机组件
• 对于 Oracle 的 Hotspot 虚拟机实现，不区分虚拟机栈和本地方法栈

会发生内存溢出的区域

• 不会出现内存溢出的区域 – 程序计数器
• 出现 OutOfMemoryError 的情况
  • 堆内存耗尽 – 对象越来越多，又一直在使用，不能被垃圾回收
  • 方法区内存耗尽 – 加载的类越来越多，很多框架都会在运行期间动态产生新的类
  • 虚拟机栈累积 – 每个线程最多会占用 1 M 内存，线程个数越来越多，而又长时间运行不销毁时
• 出现 StackOverflowError 的区域
  • JVM 虚拟机栈，原因有方法递归调用未正确结束、反序列化 json 时循环引用

方法区、永久代、元空间

• 方法区是 JVM 规范中定义的一块内存区域，用来存储类元数据、方法字节码、即时编译器需要的信息等
• 永久代是 Hotspot 虚拟机对 JVM 规范的实现（1.8 之前）
• 元空间是 Hotspot 虚拟机对 JVM 规范的另一种实现（1.8 以后），使用本地内存作为这些信息的存储空间

从这张图学到三点

• 当第一次用到某个类是，由类加载器将 class 文件的类元信息读入，并存储于元空间
• X，Y 的类元信息是存储于元空间中，无法直接访问
• 可以用 X.class，Y.class 间接访问类元信息，它们俩属于 java 对象，我们的代码中可以使用

从这张图可以学到

• 堆内存中：当一个类加载器对象，这个类加载器对象加载的所有类对象，这些类对象对应的所有实例对象都没人引用时，GC 时就会对它们占用的对内存进行释放
• 元空间中：内存释放以类加载器为单位，当堆中类加载器内存释放时，对应的元空间中的类元信息也会释放