Java內(nèi)存區(qū)域與內(nèi)存溢出異常

運行時數(shù)據(jù)區(qū)域

程序計數(shù)器

• 當前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器

• 當前線程私有

• 不會出現(xiàn)OutOfMemoryError情況

java虛擬機棧

• 線程私有，生命周期與線程相同

• java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，每個方法執(zhí)行的同時都會創(chuàng)建一個棧幀，存儲局部變量表(基本類型、對象引用)、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息

• StackOverflowError異常：當線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的深度

• OutOfMemoryError異常：如果棧的擴展時無法申請到足夠的內(nèi)存

本地方法棧

與虛擬機棧相似，主要為虛擬機使用到的Native方法服務，在HotSpot虛擬機中直接把本地方法棧與虛擬機棧二合一

Java堆(Java Heap)

java堆是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，在 虛擬機啟動時創(chuàng)建。此區(qū)域的***目的就是存儲對象實例。java堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域。java堆還可以細分為：新生代與老年代。在細一點有 Eden空間、Form Survivor空間、To Survivor空間等。

• 可以通過-Xmx和-Xms控制堆的大小

• OutOfMemoryError異常：當在堆中沒有內(nèi)存完成實例分配，且堆也無法再擴展時。

方法區(qū)

• 線程間共享

• 用于存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)

• OutOfMemoryError異常：當方法區(qū)無法滿足內(nèi)存的分配需求時

運行時常量池

• 方法區(qū)的一部分

• 用于存放編譯期生成的各種字面量與符號引用

• OutOfMemoryError異常：當常量池無法再申請到內(nèi)存時

直接內(nèi)存

• NIO可以使用Native函數(shù)庫直接分配堆外內(nèi)存，堆中的DirectByteBuffer對象作為這塊內(nèi)存的引用進行操作

• 大小不受Java堆大小的限制，受本機(服務器)內(nèi)存限制

• OutOfMemoryError異常：系統(tǒng)內(nèi)存不足時

HotSpot虛擬機

對象的創(chuàng)建

虛擬機遇到一條new指令時，首先將去檢查這個對象的參數(shù)是否在常量池中定位到一個類的符號引用，并且檢查這個符號引用代表的類是否已被加載、解析和初始化過。如果沒有，必須先執(zhí)行類的加載過程。
在類加載檢查通過后，虛擬機將為新生對象分配內(nèi)存。對象所需內(nèi)存大小再類加載完成后便可確定。內(nèi)存分配可以采用“指針碰撞”與“空閑列表”的方式。

對象的訪問定位

java程序需要通過棧上的reference數(shù)據(jù)來操作堆上的具體對象。訪問方式有使用句柄和直接指針兩種。

• 句柄訪問 java堆中將會劃分出一塊內(nèi)存來作為句柄池，reference中存儲的就是對象的句柄地址，而句柄中包含了對象實例數(shù)據(jù)與類型數(shù)據(jù)各自的具體地址信息

• 直接指針訪問 java堆對象的布局中必須考慮如何放置訪問類型數(shù)據(jù)的相關信息，reference中存儲的就是對象地址

OOM異常的解決思路

生成Dump快照文件：

• 通過jvm參數(shù)—XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError可以讓JVM在出現(xiàn)內(nèi)存溢出是Dump出當前的內(nèi)存轉儲快照

• 用jmap生產(chǎn)dump文件，win通過任務管理器查看tomcat的進程pid，linux用ps命令查看進程pid,然后用jmap命令

先通過內(nèi)存映像分析工具(如Eclipse的Memory Analyzer)進行分析，常見的情況有：

• 內(nèi)存泄露，對象已經(jīng)死了，無法通過垃圾收集器進行自動回收，通過找出泄露的代碼位置和原因，才好確定解決方案；

• 內(nèi)存溢出，內(nèi)存中的對象都還必須存活著，這說明Java堆分配空間不足，檢查堆設置大小（-Xmx與-Xms），檢查代碼是否存在對象生命周期太長、持有狀態(tài)時間過長的情況。

OOM異常示例：

package oom;

import java.util.ArrayList; 
import java.util.List; 
 
/** 
* VM Args: -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 
* @ClassName: HeapOOM 
* 
*/ 
public class HeapOOM { 
    static class OOMObject{ 
 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>(); 
        while(true){ 
            list.add(new OOMObject()); 
        } 
    } 
}