<强>题目
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<李> JVM的内存区域是怎么划分的?李
<李>伯父可能发生在哪些区域上?李
<李>堆内存结构是怎么样的?李
<李>常用的性能监控与问题定位工具有哪些?李
<强> 1. jvm的内存区域是怎么划分的?
JVM的内存划分中,有部分区域是线程私有的,有部分是属于整个JVM进程;有些区域会抛出伯父异常,有些则不会,了解JVM的内存区域划分以及特征,是定位线上内存问题的基础。那么JVM内存区域是怎么划分的呢?
首先是程序计数器(程序计数器寄存器),在JVM规范中,每个线程都有自己的程序计数器。这是一块比较小的内存空间,存储当前线程正在执行Java的方法的JVM指令地址,即字节码的行号。如果正在执行土生土长的方法,则这个计数器为空,该内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何伯父情况的内存区域。
第二、Java虚拟机栈(Java Virtal机栈),同样也是属于线程私有区域,每个线程在创建的时候都会创建一个虚拟机栈,生命周期与线程一致,线程退出时,线程的虚拟机栈也回收。虚拟机栈内部保持一个个的栈帧,每次方法调用都会进行压栈,JVM对栈帧的操作只有出栈和压栈两种,方法调用结束时会进行出栈操作。
该区域存储着局部变量表,编译时期可知的各种基本类型数据,对象引用,方法出口等信息。
第三,本地方法栈(本地方法栈)与虚拟机栈类似,本地方法栈是在调用本地方法时使用的栈,每个线程都有一个本地方法栈。
第四,堆(Heap),几乎所有创建的Java对象实例,都是被直接分配到堆上的。堆被所有的线程所共享,在堆上的区域,会被垃圾回收器做进一步划分,例如新生代,老年代的划分. Java虚拟机在启动的时候,可以使用“Xmx”之类的参数指定堆区域的大小。
第五,方法区(区域)方法。方法区与堆一样,也是所有的线程所共享,存储被虚拟机加载的元(元)数据,包括类信息,常量、静态变量,即时编译器编译后的代码等数据。这里需要注意的是运行时常量池也在方法区中,根据Java虚拟机规范的规定,当方法区无法满足内存分配需求时,将抛出OutOfMemoryError异常。由于早期HotSpot JVM的实现,将CG分代收集拓展到了方法区,因此很多人会将方法区称为永久代.Oracle JDK8中已永久代移除永久代,同时增加了元数据区(Metaspace)。
第六,运行时常量池(运行时常量池),这是方法区的一部分,受到方法区内存的限制,当常量池无法再申请到内存时,会抛出OutOfMemoryError异常。
在类文件中,除了有类的版本,方法,字段,接口等描述信息外,还有一项信息是常量池。每个类文件的头四个字节称为神奇的数字,它的作用是确定这是否是一个可以被虚拟机接受的文件,接着的四个字节存储的是类文件的版本号。紧挨着版本号之后的,就是常量池入口了。常量池主要存放两大类常量:
字面量(文字),如文本字符串,最后常量值
符号引用,存放了与编译相关的一些常量,因为Java不像c++那样有连接的过程,因此字段方法这些符号引用在运行期就需要进行转换,以便得到真正的内存入口地址。
类文件中的常量池,也称为静态常量池,JVM虚拟机完成类装载操作后,会把静态常量池加载到内存中,存放在运行时常量池。
第七,直接内存(直接存储器),直接内存并不属于Java规范规定的属于Java虚拟机运行时数据区的一部分. Java的NIO可以使用本机方法直接在Java堆外分配内存,使用DirectByteBuffer对象作为这个堆外内存的引用。
下面这张图,反映了运行中的Java进程内存占用情况:
<强> 2.伯父可能发生在哪些区域上?
根据javadoc的描述,伯父是指JVM的内存不够用了,同时垃圾收集器也无法提供更多的内存。从描述中可以看的出,在JVM抛出OutOfMemoryError之前,垃圾收集器一般会出马先尝试回收内存。
从上面分析的Java数据区来看,除了程序计数器不会发生伯父外,哪些区域会发生伯父的情况呢?
第,一堆内存。堆内存不足是最常见的发送伯父的原因之一,如果在堆中没有内存完成对象实例的分配,并且堆无法再扩展时,将抛出OutOfMemoryError异常。当前主流的JVM可以通过- xmx和xms来控制堆内存的大小,发生堆上伯父的可能是存在内存泄露,也可能是堆大小分配不合理。
