Java内存区域
在C/C++等语言中,在内存管理方面,程序员需要为自己new的每一个对象进行维护和管理。而在Java中,在虚拟机的自动内存管理的机制下,不需要我们对每一个创建的对象写相应的delete/free操作,也不容易出现内存泄漏和内存溢出等问题。
但也正因如此,一旦出现内存泄漏和溢出的问题,若我们不了解虚拟机是怎样使用内存的,便没有办法对错误进行排查。接下来我们先初步了解Java的内存区域。
Java虚拟机所管理的内存包括以下6个部分:
Java虚拟机运行时数据区(1)程序计数器:
程序计数器是一块较小的内存空间,它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器,在虚拟机的概念模型里,字节码解析器工作就是通过改变这个计数器来选取下一条需要执行的字节码指令。
Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的。为了线程切换后能恢复到正确的执行位置,每条线程都需要一个独立的程序计数器。
所以程序计数器是“线程私有”的内存。
若线程执行的是一个Java方法,计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。若线程执行的是一个native方法,计数器值则为null。
(2)Java虚拟机栈
Java虚拟机栈也是“线程私有”的。生命周期与内存相同。
虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型:每个方法被执行时都会同时创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机中从入栈到出栈的过程。
现在所说的“栈”就是现在讲的虚拟机栈或虚拟机栈中的局部变量表,存放了编译期可知的各种基本数据类型,其所需的内存空间也在编译期间完成分配。
两种异常:
1.StackOverflowError:线程请求栈的深度大于虚拟机所允许的深度,抛出StackOverflowError异常。
2.OutOfMemoryError:若虚拟机栈可以动态扩展,当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError异常。
(3)本地方法栈:
本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的。区别:虚拟机栈执行的Java方法服务,而本地方法栈则为虚拟机使用到的native方法服务。Sun HotSpot虚拟机直接把虚拟机栈和本地方法栈合二为一。
(4)Java堆(又称“GC堆”)
对于大多数应用来说,Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是所有线程共享的一块区域,在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例,几乎所有的对象实例都在这里分配内存。(不过现在已经不是“绝对”在GC堆分配内存了)
(5)方法区
方法区,也是一个可以“线程共享”的内存区域,用于存储已被虚拟机加载的类的信息,常量,静态变量,即时编译器编译后的代码等数据。
方法区和Java堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展。
方法区的内存回收目的主要是针对常量池的回收和类型的卸载。
方法区无法满足内存分配需求时,将抛出OutOfMemoryError异常。
(6)运行时常量池
运行时常量池也是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述等信息外,还有一项信息是常量池,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。(当常量池无法再申请到内存也会抛出OutOfMemoryError异常)。