java虚拟机运行时数据区划分,java虚拟机

程序计数器

用于给字节码解释器来选取吓一跳需要执行的字节码指令。每个线程有一个独立的程序计数器去,且各个线程之间互不影响。如果线程正在执行一个Java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的内存地址;如果执行的是Native方法。在计数器为Undefined。此区域是JVM规范中唯一一个不存在OOM的区域

java虚拟机运行时数据区划分,java虚拟机

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作用: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,字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令,分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。
注:如果线程正在执行一个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;如果正在执行的是Native方法,这个计数器值为空。此内存区域是唯一一个在java虚拟机规范中没有定义任何OutOfMemoryError情况的区域。

  1. Java虚拟机栈

生命周期与线程相同,描述Java方法执行的内存模型:每个方法被执行时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。每个方法都被调用直至执行完成的过程,就对应一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
在Java虚拟机规范中,这个区域规定了两种异常状况:如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常;如果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。

  1. 本地方法栈

与虚拟机栈发挥的作用非常相似,区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务,本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。
抛异常情况同上。

  1. Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。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。
    堆是垃圾收集器管理的主要区域,从内存回收的角度看,由于现在收集器基本都采用的分代收集算法,所以Java堆中还可以细分为:新生代和老年代;再细致一点的有Eden空间、From
    Survivor空间、To Survivor空间等。
    Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中,只要逻辑上连续的即可。

  2. 方法区

用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
题外:运行时常量池
方法区的一部分,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。

堆的最小值 -Xms
最大值-Xmx
最大方法区容量 MaxPermSize
方法区大小的参数 -XX:PermSize
-XX:MaxPermSize

本机直接内存容量可通过-XX:MaxDirectMemorySize指定,如果不指定,则默认与Java堆的最大值(-Xmx指定)一样。

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作用: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,字节码解释器工…

虚拟机栈(局部变量空间)

存放编译器可知的各种基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象应用(reference)。64位的double、long占用2个槽。内存空间在编译期间就能确定,当进入一个方式时,这个方法需要分配的局部变量空间是完全确定的,通过-Xss设置内存容量

异常状况:

StackOverflowError 栈深度大于虚拟机所允许的深度

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如果虚拟机栈可以动态扩展(当前大部分Java虚拟机都可以动态扩展,只不过Java虚拟机规范中的也允许固定长度的虚拟机栈),如果扩展是无法申请到足够的内存

在单个线程下,无论是犹豫栈帧太大还是虚拟机栈容量太小,当内存无法分配的时候,虚拟机抛出的都是StackOverflowError

/**
* VM Args:-Xss128k
* 
* stack length:2402 Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
*/
public class JavaVMStackSOF {

private int stackLength = 1;

public void stackLeak() {
    stackLength++;
    stackLeak();
}

public static void main(String[] args) throws Throwable {
    JavaVMStackSOF oom = new JavaVMStackSOF();
    try {
        oom.stackLeak();
    } catch (Throwable e) {
        System.out.println("stack length:" + oom.stackLength);
        throw e;
    }
}
}

如果测试时不限于单线程,通过不断的建立线程的方式到是可以产生内存溢出的异常。但是这样产生的内存溢出异常与占空间是否足够大并不存在任何联系,或者准确的说,在这种情况下,为每个线程的栈分配的内存越大,反而越容易产生内存溢出的异常。

因为操作系统分配给每个进程的内存是有限制的,譬如32的window限制为2GB。此测试是通过创建大量的线程。每个线程占用栈内存分配大量的内存,导致系统没有足够的内存。使其不能自动扩展

/**
 * VM Args:-Xss2M (这时候不妨设大些)
 *
 * java.lang.OutOfMemoryError:unable to create new native thread
 */
public class JavaVMStackOOM {

       private void dontStop() {
              while (true) {
              }
       }

       public void stackLeakByThread() {
              while (true) {
                     Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                            @Override
                            public void run() {
                                   dontStop();
                            }
                     });
                     thread.start();
              }
       }

       public static void main(String[] args) throws Throwable {
              JavaVMStackOOM oom = new JavaVMStackOOM();
              oom.stackLeakByThread();
       }
}

本地方法栈

跟虚拟机栈类似,只是一个是虚拟机执行Java方法,一个是执行Native方法

异常状况:

StackOverflowError 栈深度大于虚拟机所允许的深度

OOM