JVM内存分配过程与原理(雷惊风).docx

JVM内存分配过程与原理解析 之前对java虚拟机对于内存的分配与管理不是很了解，这段时间工作不是很忙，想借此机会深入的了解一下，在网上看了很多文章，对其详情也有了一定的认识，但是只是看看肯定是不行的，为了加深印象同时使自己能够理解的更深刻，我决定写这篇文章，同时希望对大家也有一定的帮助。文章里引用了其他前辈的一些资源，在这里表示感谢，那么我们就先从内存区域说起吧！ 内存分区。 首先Java程序运行Java代码是发生在JVM上的，JMV相当于是java程序与操作系统的桥梁，JVM具有平台无关特性，所以java程序便可以在不同的操作系统上运行。Java的内存分配就是发生在JVM上的。对于java的内存回收我们并不用像其他有些语言一样手动回收，虚拟机就帮我们解决了，也正因为如此，如果我们写代码的时候不注意，很容易出现内存泄漏或者内存溢出(OOM)，一旦出现问题，排查也不是很容易，所以只有了解了java的内存机制，才能更好的处理代码，优化代码。下边我们看一下java内存的几个部分，如下图： 由上图可知java内存共由java堆区（Heap）、java栈区（Stack）、方法区（Method Area）、本地方法栈（Native Method Stack）、程序计数器 五部分组成，下面我们一一简单的讲解一下每一个区间的不同作用。 java堆区 首先要讲的就是我们的java堆，也就是人们常说的堆栈堆栈里边的堆，通过上图可知堆区是JVM中所有线程共享的内存区域，当运行一个应用程序的时候就会初始化一个相应的堆区，堆区可以动态扩展，如果我们需要的内存不够了，并且内存不能扩展了，那么就会报OOM了。引用java虚拟机规范中的一段话：所有的对象实例和数据都要在堆上进行分配。比如我们通过new来创建一个对象，创建出来的对象只包含属于各自的成员变量，并不包括成员方法。因为同一个类型的不同对象拥有各自的成员变量，存储在各自的堆中，但是他们共享该类的方法，并不是每创建一个对象就把成员方法复制一次。给对象分配内存就是把一块确定大小的从堆内存中划分出来，一般有两种方式：?指针碰撞法：假设堆中内存是完整的，已分配的内存和空闲内存分别在不同的一侧，通过一个指针作为分界点，需要分配内存时，仅仅需要把指针往空闲的一端移动与对象大小相等的距离。?空闲列表法：事实上，Java堆的内存并不是完整的，已分配的内存和空闲内存相互交错，JVM通过维护一个列表，记录可用的内存块信息，当需要分配内存时，从列表中找到一个足够大的内存块分配给对象实例，并更新列表上的记录。然而创建是一个非常频繁的行为，进行堆内存分配时还需要考虑多线程并发问题，可能出现正在给对象A分配内存，指针或记录还未更新，对象B又同时分配到原来的内存，解决这个问题有两种方案：1、采用CAS保证数据更新操作的原子性；2、把内存分配按照线程进行划分，在不同的空间中进行，每个线程在Java堆中预先分配一个内存块，称为本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer, TLAB）。在堆中分配的内存，是由java虚拟机管理回收的。在堆中产生一个对象或数组，在栈中我们可以写多个不同的引用变量指向他，那么我们多个引用相当于指向了堆内存中的同一个内存地址，那么我们用“==”作比较时，就会返回true。我们的引用变量在栈区中分配，当程序执行完我们的某个引用变量时，我们的引用变量便会自动释放，而他指向的堆区的对象不会被回收或者说不会被马上回收，而是在后续的某个不确定的时刻GC去检查该对象还有没有被引用，如果没有被引用才会回收所占内存区域。这也是java比较占内存的一个原因。 Java栈区 由上图可知，栈区是线程私有的，也就是说，每一个线程都会对应一个自己的栈区，生命周期也线程相同，栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象)，也就是指针，对象都存放在堆区中，每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个线程在执行一个方法时会创建一个对应的栈帧（Stack Frame），栈帧负责存储局部变量变量表、操作数栈、动态链接和方法返回地址等信息。每个方法的调用过程，相当于栈帧在Java栈的入栈和出栈过程。当在一段代码块定义一个变量时，Java就在栈中 为这个变量分配内存空间，当该变量退出该作用域后，Java会自动释放掉为该变量所分配的内存空间，该内存空间可以立即被另作他用。Java的数学计算是在内存栈里操作的。 方法区 方法区也是线程共享的区域，用于存储已经被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量和即时编译器（JIT）编译后的代码等数据。Java虚拟机把方法区描述为堆的一个逻辑分区，不过方法区有一个别名Non-Heap(非堆)，用于区别