JVM 核心知识点整理（二）

四、运行时数据区

基础划分总结

• 线程共享：堆、元数据区（方法区）
• 线程私有：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈
• 会发生 OOM（Out Of Memory，直译：内存溢出 / 内存耗尽）：堆、元数据区、虚拟机栈、本地方法栈
• 会进行 GC：堆、元数据区

1. 各区域核心说明

2、程序计数器

作用

用来记录线程执行的指令集的位置，因为线程在执行时cpu要切换执行，需要记录线程执行的位置

特点

​1、是运行时数据区中空间最小的，运行速度最快的区域

​2、每个线程都有一个自己的程序计数器，是线程私有的，程序计数器生命周期与线程生命周期相同

​3、程序计数器是运行时数据区中唯一一个不会有内存异常情况的区域

3、虚拟机栈

概述

虚拟机栈是运行单位，管理程序如何执行，调用一个方法运行结束后出栈。

虚拟机栈主要用来运行java语言写的方法

特点

​1、是线程私有的，每个线程中调用的方法都在线程中对应的虚拟机栈中执行

​2、栈中存储局部变量

​3、虚拟机栈终会存在内存溢出问题

​4、引用类型在栈中存储的是对象的地址，对象存在堆中

​5、A线程中的方法（栈帧）不能调用B线程中的方法（栈帧）

​6、先进先出

​7、栈中不存在垃圾回收

栈帧

当一个方法被调用后，被压入虚拟机栈中称为一个栈桢

内部结构：

​局部变量表（存储局部变量的区域），

​操作数栈：操作数栈就是用来计算的区域

例如：
int a=10； int b=20； //a和b存储到局部变量表
int c=a+b；//从局部变量表中加载a和b到操作数栈，在操作数栈中进行运算，将运算结果赋给c，把c写到局部变量表中

4、本地方法栈&本地方法

概述

本地方法（C/C++编写）：（这里指在java程序中）不是java语言实现的方法

​使用native关键字修饰的方法，没有方法体

java语言属于上层语言（开发上层应用程序）没有权限与底层硬件进行交互（如读取内存数据，读取硬盘数据）

本地方法栈用来执行本地方法，当程序中调用本地方法那么就会被加载到本地方法栈中运行

本地方法栈管理本地方法的调用

特点

​1、本地方法栈是线程私有的，每个线程都有属于自己的本地方法栈

​2、本地方法栈也会出现内存溢出

​3、本地方法栈不会出现垃圾回收

5、堆

作用

堆空间是用来存储Java中创建的对象

特点

​堆空间是运行时数据区中最大的一块内存区域

​可以根据需求通过参数设置大小（-Xms:10m（堆起始大小） -Xmx:30m（堆最大内存大小））

​堆空间会出现内存溢出的情况

​堆空间是垃圾回收的重点区域

堆内存区域划分

新生区（代）：

​Eden（伊甸园区）

​ Survivor(幸存者区）：From（幸存者0） ，To（幸存者1）

老年区（代）

为什么分区（分区目的）

根据对象存活周期和大小不同放在不同区域，不同区域使用不同 GC 算法；新生代频繁回收、老年代较少回收，提升垃圾回收整体效率。

对象创建堆内存分配

堆空间参数

JVM调优（面试题）

具体参考oracle的APi文档了解具体参数，进项JVM的配置

6、元数据区（方法区）

概述

主要存放类信息（属性，方法，静态常量。。。。）和编译器编译后的代码

特点

​是被线程共享的

​物理上讲堆和方法区是整体，逻辑上讲堆和方法去是分开的

​方法区的大小也是可以调整的，方法区的大小决定可以加载多少类

​方法区也可能出现内存溢出

方法区,栈,堆的交互关系

方法区垃圾回收

方法区是有垃圾回收的，方法区的垃圾回收主要是回收类信息。

类信息的回收条件比较苛刻：

​1、该类所常见的对象不再使用，并且回收了

​2、该类的Class对象也不再使用了

​3、加载该类的类加载器也被回收了

7、为什么要使用元空间来替换永久代？

1、在1.7版本里面，永久代内存是有上限的，虽然我们可以通过参数来设置，但是JVM加载的class总数、大小是很难确定的。所以很容易出现OOM（Out Of Memory，直译：内存溢出 / 内存耗尽）问题。但是元空间是存储在本地内存里面，内存上限比较大，可以很好的避免这个问题。

2、永久代的对象是通过FullGC进行垃圾收集，也就是和老年代同时实现垃圾收集。替换成元空间以后，简化了Full GC。可以在不进行暂停的情况下并发地释放类数据，同时也提升了GC的性能