JVM的内存结构的一点理解

              

        Java语言把内存的管理交给了JVM自己来做，向比较C++而言，一定程度上，简化了程序的开发，应为它的内存管理是JVM自己去主动做的，不需要程序员自己干预。然而，也正应为如此，一旦发生了内存泄漏和溢出等问题，调试起来也比较麻烦。所以，对JVM的内存结构还是需要有一定的理解。

 

      JVM把程序分成了如下几块内容：方法区，堆，栈，程序计数器 ，直接内存区。

 

    程序计数器（PCR）是一块比较小的内存，它用来指示下一个需要执行的Java代码或者字节码的行号，每个线程都有一个程序 计数器，应此，他是线程私有的。通常这块内存比较小，一般不需要做调整，虚拟机自动管理以及足够。

 

    栈区域(VM stack)分为两块：一块是JVM Stack,一块是Native Stack。Stack区域是线程私有的，用于存储方法内部的局部变量，操作数栈，方法出口等信息，每一个方法从调用到执行的过程，就是一个栈帧在虚拟机中入栈和出栈的过程。Native Statck是在JNI的时候使用。

 

     Java堆（Heap）是JVM中最大的一块内存区域，用于存放对象的实例，被所有线程共享的一块区域，在程序启动的时候创建起来。该区域也是垃圾回收（GC）的主要区域，现在基本都采用分带收集的算法：一般可以分为新生代和老年代，更细致一些可以到：Eden 空间，From 空间，To空间。From和To空间互相转换。

 

    方法区(Method Area) 和JAVA的堆一样，是被所有线程共享的一块区域，用于存放类信息，常量，静态变量，JIT编译之后的代码数据等，我们有时候通常叫他永久内存区，不过这个只是在Sun的HotSpot虚拟机里存在，在Jrockt和IBM等的虚拟机里并不存在这样的说法。GC在这个区域出现的比较少，但并不是永远都不会回收了。主要回收的对象是常量池和对类对象的卸载。

 

     直接内存（Direct Memory），这个区域并非JVM区域的一部分，在JAVA1.4中引入的NIO，一种基于通道与缓存区的IO方式，可以通过native分配非堆内的内存，然后使用Java堆中的DirectbyteBuffer进行应用，这块区域的内存不受JVM内存的限制，大小取决于物理内存或者进程的限制。

 

     在这几块内存区域中，除了程序计数器，其他区域都有可能发生outofMemoryError异常，不同区域的异常通过调节不同的设置来扩展。我们知道，Java的对象分为强引用，弱引用，软引用和虚引用，其中强引用只要存在，Gc都不可能对其回收。虚引用发现先及立即回收，而弱引用则发生在第二次垃圾回收的时候进行回收，软引用在内存即将不够的时候进行回收。

 

     首先是Java堆溢出（java heap space），（只要不停的创建对象，使GC Root到对象之间有可达的路径，那么对象就不会被回收），对象数量达到堆的最大限制后，就会出现内存溢出异常。通过参数-Xms -Xmx可以设置堆的大小，最小与最大不同，则会自动调节，通过参数：-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError可以让虚拟机在出现内存溢出时Dump出当前堆的快照一遍时候进行分析。

 

   Stack 溢出：在HotSpot中并不区分VM Stack和Native Stack，通过参数-Xss来设置栈的大小。

   

   方法区和运行时常量池的溢出（Perm space）：这一块我们称为永久代，使用参数-XX:PermSize 和-XX:MaxpermSize来控制

 

    本机内存直接溢出（Directmemory）：默认与-Xmx堆的最大值相同，通过-XX:MaxDirectmemorySize指定大小，如果HeapDump文件没有明显异常，或者比较小，那可能是MaxDirectmemorySize造成的。