根据VM规范,VM应该被划分为五块区域——即VM栈、堆、方法区、程序计数器、本地方法栈五个部分。如下图所示:

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方法区(Method Area):该区域是所有线程共享的,主要用于存放类的信息,常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等。垃圾回收器对这块区域的回收主要是针对常量池和类的卸载。

java堆(Java Heap):该区域也是所有线程共享的,用于存放对象实例,绝大多数创建的对象都会被存放到这里(除了部分由于逃逸分析而在对外分配的对象,该部分只是在方法体被引用,故被分配到了栈上)。垃圾回收器最主要针对的对象,对这部分的回收效率影响了VM的整体性能。

本地方法栈(Native Methiod Stack):该区域是每个线程锁独有的,主要用于VM的Native方法。这部分是有VM自行管理,程序员基本上不需要关系该部分。

VM栈(VM Stack):该区域也是每个线程所独有的,与本地方法栈是类似的,唯一的区别是它为VM执行Java方法服务。该区域主要维护栈针(每调用一个方法,则VM就会创建一个栈针保护当前方法的状态,并将其压入栈中,当被调用的方法完成后,在将其出栈继续执行未完成的方法),有一定的深度,可能会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError。

程序记数器:该区域也是每个线程所独有的,该区域主要是存放当前执行指令的地址。

接下来给出基于JDK8的JVM的内存模型,如下图所示:

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与VM规范的划分并没有特别大的改动,只是结合了java的具体实现改变了部分内容的存放位置。

 下面给出Java堆内存的区域划分,如图所示:

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Eden:该区域是最主要的刚创建的对象的内存分配区域,绝大多数对象都会被创建到这里(除了部分大对象通过内存担保机制创建到Old区域,默认大对象都是能够存活较长时间的),该区域的对象大部分都是短时间都会死亡的,故垃圾回收器针对该部分主要采用标记整理算法了回收该区域。

Surviver:该区域也是属于新生代的区域,该区域是将在Eden中未被清理的对象存放到该区域中,该区域分为两块区域,采用的是复制算法,每次只使用一块,Eden与Surviver区域的比例是8:1,是根据大量的业务运行总结出来的规律。

Old:该区域是属于老年代,一般能够在Surviver中没有被清除出去的对象才会进入到这块区域,该区域主要是采用标记清除算法。

总结:java堆的垃圾回收是垃圾回收器最主要的光顾对象,整体采用分代收集的策略,对不同区域结合其特点采用不同的垃圾收集算法。我们在编程中也应该关注这一块区域,尽量不适用大对象,尽可能的创建局部对象,使用过后确定废弃不用的对象及时断开引用,尽量避免使用循环的对象引用(可达性分析也是比较消耗资源的)等等。

最后附上JVM内存区域的图解

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JDK1.7,1.8与之前版本的存储区别

方法区(Method Area)与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫做Non-Heap(非堆),目的应该是与Java堆区分开来。很多人都更愿意把方法区称为“永久代”(Permanent Generation)。从jdk1.7已经开始准备“去永久代”的规划,jdk1.7的HotSpot中,已经把原本放在方法区中的静态变量、字符串常量池等移到堆内存中。

在jdk1.8中,永久代****已经不存在,存储的类信息、编译后的代码数据等已经移动到了元空间(MetaSpace)中,元空间并没有处于堆内存上,而是直接占用的本地内存(NativeMemory)。

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:元空间并不在虚拟机中,而是使用本地内存。因此,默认情况下,元空间的大小仅受本地内存限制,但可以通过以下参数来指定元空间的大小:
  -XX:MetaspaceSize,初始空间大小,达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载,同时GC会对该值进行调整:如果释放了大量的空间,就适当降低该值;如果释放了很少的空间,那么在不超过MaxMetaspaceSize时,适当提高该值。
  -XX:MaxMetaspaceSize,最大空间,默认是没有限制的。
  除了上面两个指定大小的选项以外,还有两个与 GC 相关的属性:
  -XX:MinMetaspaceFreeRatio,在GC之后,最小的Metaspace剩余空间容量的百分比,减少为分配空间所导致的垃圾收集
  -XX:MaxMetaspaceFreeRatio,在GC之后,最大的Metaspace剩余空间容量的百分比,减少为释放空间所导致的垃圾收集

注意:如果不设置JVM将会根据一定的策略自动增加本地元内存空间。

如果你设置的元内存空间过小,你的应用程序可能得到以下错误:

java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space

在Java7之前,HotSpot虚拟机中将GC分代收集扩展到了方法区,使用永久代来实现了方法区。这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。而在Java8中,已经彻底没有了永久代,将方法区直接放在一个与堆不相连的本地内存区域,这个区域被叫做元空间

常量池里存储着字面量和符号引用。

符号引用包括:1.类的全限定名,2.字段名和描述符,3.方法名和描述符。

字符串池里的内容是在类加载完成,经过验证,准备阶段之后在堆中生成字符串对象实例,然后将该字符串对象实例的引用值存到string pool中(记住:string pool中存的是引用值而不是具体的实例对象,具体的实例对象是在堆中开辟的一块空间存放的。)。 在HotSpot VM里实现的string pool功能的是一个StringTable类,它是一个哈希表,里面存的是驻留字符串的引用(而不是驻留字符串实例本身),也就是说在堆中的某些字符串实例被这个StringTable引用之后就等同被赋予了”驻留字符串”的身份。这个StringTable在每个HotSpot VM的实例只有一份,被所有的类共享。

  • 1.字符串池常量池在每个VM中只有一份,存放的是字符串常量的引用值,存放在堆中.
  • 2.class常量池是在编译的时候每个class都有的,在编译阶段,存放的是常量的符号引用。
  • 3.运行时常量池是在类加载完成之后,将每个class常量池中的符号引用值转存到运行时常量池中,也就是说,每个class都有一个运行时常量池,类在解析之后,将符号引用替换成直接引用,与全局常量池中的引用值保持一致。

转自 : https://blog.csdn.net/qq_34457118/article/details/81712293


标题:JVM内存结构(基于JDK8)
作者:sharkshen@outlook.com
地址:https://linkjb.com/articles/2020/11/24/1606200729493.html