Java虚拟机-----------Java内存区域与内存溢出异常

Z时代
2024-01-10
分类：综合

java

Java内存区域划分

Java虚拟机运行时的数据区大致可划分为五部分：方法区，堆（两部分组成Java堆内存），虚拟机栈，本地方法栈（Java栈内存），程序计数器。

1.程序计数器

程序计数器占较小的内存空间，可看作当前线程所执行的字节码的行号指示器。由于虚拟机的多线程通过线程轮流切换并分配处理器执行时间来实现的，所以在任何一个时候，一个处理器都只会执行一个线程中的指令。因此，对于每个线程，必须要通过程序计数器来对其进行标志，从而进行区分。各程序计数器之间是相互独立存储的。称程序计数器所占有的这部分内存为”线程私有“的内存。

2.Java虚拟机栈

Java虚拟机栈也是线程私有的。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型；每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用来存储局部变量表（放置了各种编译期已知的各种基本数据类型、对象引用类型和returnAddress类型）、操作数栈、动态链接等信息。每个方法从调用直到执行结束，可以看作栈帧在虚拟机栈中从进栈到出栈的过程。其中，64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间。

Java虚拟机中，规范了两种异常情况，分别为：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，则会发生StackOverflowError;如果虚拟机栈动态扩展内存时未能申请到足够的内存，则会发生OutOfMemoryError异常。

3.本地方法栈

虚拟机栈是为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈则为虚拟机所使用的Native方法服务。本地方法栈的语言类型、使用方式和数据结构并未有强制规定。有的虚拟机甚至将本地方法栈和虚拟机栈进行合并(Sun公司的HotSpot虚拟机等)。除此之外，本地方法栈中同时会出现StackOverflow和OutOfMemory异常。

4.Java堆

Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。它存在的唯一目的是存放对象实例。

Java堆是垃圾收集器回收的主要区域，因此有时也被程为”GC“堆。现有的回收器大多是采用分代收集方法的，因此Java堆可划分为：新生代和老年代。基本上分别占有的内存区域为1：2；其中Java堆可进一步细致划分为：Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。比例为：8：1：1.

Java堆可以使内存连续的，也可以是不连续的，只要逻辑上连续即可。在实现上，可以是固定大小的，也可以是可扩展的。主流的虚拟机都是按照可扩展的设计的。当堆中没有内存进行对象实例化时，也会抛出OutOfMemory异常。（OCM异常是常见的异常。）

5.方法区

方法区也是被所有线程共享的一个内存区域。用于存储虚拟机加载类的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。有个别名为NON-HEAP。目的是与Java堆进行区分。

人们更愿意将方法区成为永久代，两者本质上不等价。只不过HotSpot将GC分代扩展至方法区而已，或者说利用永久代实现方法区而已。