【Java核心-进阶】JVM 内存区域划分

 

注：Virtual 表示已申请，但未真正使用的内存区域（最小堆容量（Xms）不等于最大堆容量（Xmx）时会出现该现象）

 

1. 程序计数器

PC，Program Counter Register

• 存放线程当前所执行方法的指令地址
• 如果当前执行的是本地方法，而非 Java方法，则为 undefined （未指定值）
• 每个Java线程都有一个程序计数器
• 任何时间，一个线程只有一个方法在执行——当前方法

2. Java虚拟机栈

• 每个Java线程都有一个 Java虚拟机栈
• 栈中每个单元——栈帧——对应一次Java方法调用
• 与程序计数器对应，任何时间点，一个栈只有一个活动的栈帧——当前栈帧
• 执行新方法时，创建新的栈帧并入栈；方法结束时，对应的栈帧出栈
• 栈帧存放：局部变量表、操作数栈（operand）、动态链接、方法退出的定义（正常退出或异常退出）

3. 本地方法栈

• 与Java虚拟机栈类似
• 用于支持本地方法的调用
• 每个线程都有一个本地方法栈
• Oracle Hotspot JVM 中，本地方法栈 与 Java虚拟机栈 是同一片区域

4. 堆

• 存放 Java对象实例
• Oracle Hotspot JVM 会将所有 Java对象都存放在堆中
• Intern 字符串缓存 和 静态变量 都存放在堆中 （Oracle JDK 8）
• 所有线程共享堆
• 除了TLAB，Thread Local Allocation Buffer。这是大部分JVM具体实现的一个设计
• 垃圾收集器（GC）不同，堆的具体划分方式也不同
• 本文主要涉及JDK8的典型设置

4.1 新生代

大部分对象会在该区域创建、销毁。

4.1.1 Eden

对象一般会先被创建分配在Eden区

4.1.1.1 TLAB, Thread Local Allocation Buffer

这是Eden的一部分。每个线程都有一个TLAB，供其缓存数据。

这样可以减少多线程场景中，分配内存是需要加锁的开销。

 

4.1.2 Survivor

用来放 Minor GC后存活的对象。

两个Survivor区，一个 from，一个 to。GC过程中，Eden存活的对象和 from区的对象会被复制到 to区；to区就成了下一次GC的 from区，原 from区则成为 to区。

这样便于整理内存，防止内存碎片化。

 

4.2 老年代

一般存放从Survivor 区存活的对象

 

对象分配的一般逻辑

• 普通对象一般分配在TLAB上；
• 如果对象较大，会被分配到Eden的其它位置；
• 如果对象太大，新生代放不下，就会被分配到老年代

多大的对象会被直接放入老年代？

GC方法不同，对大对象的判定方式也不同：

• CMS（Concurrent Mark Sweep）：可通过JVM启动参数 PretensureSizeThreshold 设置大对象的判定标准
• G1：达到Region大小的一半即为大对象。可通过JVM启动参数 G1HeapRegionSize 设置Region的大小

 

5. 方法区

• 存放元数据：类结构信息、运行时常量池、字段、方法代码等
• 所有线程共享方法区
• Oracle JDK 8 已移除原方法区（永久代），用元数据区（Metaspace）代替
• Intern 字符串缓存 和 静态变量 都移到了堆中
• 注：“方法区”是逻辑概念，“永久代”和“元数据区”是具体设计实现的选择

5.1 运行时常量池

• 方法区的一部分
• 存放编译期生成的字面量、运行时决定的符号引用等

6. 直接内存区

• 位于 JVM内存之外

7. 其它内存区

• JIT Compiler 对热点方法的编译结果存放在 Code Cache 中
• 垃圾收集器（GC）运行在本地线程中

8. 设置内存区容量

【常见方式】可通过以下JVM启动参数设置相关容量