文章来由

C/C++ vs java

GC的概念随着JAVA兴起逐渐被人们所熟知，

C/C++   delete/free手动管理内存

java        虚拟机自动内存管理机制

java的GC由于需要后续扫描，执行效率上下降是必然的，但是带来的好处是不会因为遗漏导致内存泄漏，不会因为多次回收导致非法访问

但正因如此，当出现内存泄漏和溢出，不了解虚拟机怎么使用内存，排查会是一项艰难的工作。

好吧，就是因为不经常使用，自己每次查这个比较费劲，整理一下方便自己。

 

明确问题发生区域

java运行时数据区域

 1，程序计数器  Program Counter Register

线程私有（独立存储，互不影响），是一块很小的内存空间，是当前线程所执行字节码的行号指示器，帮助再次获取执行权限时不至于重复执行。

 

2，Java虚拟机栈 Java Virtual Machine Stack

线程私有，是java方法执行的线程内存模型，每个方法执行时，JVM都会创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表，操作数栈，动态连接，方法出口等信息。一个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

 

局部变量表：存放编译器的基本数据类（boolean,byte,char,short,int,float,long,double）,reference类型（对象引用）,returnAddress类型（指向一条字节码指令的地址）

3，本地方法栈 Native Method Stacks

与虚拟机栈相似，不同的是为虚拟机使用本地方法Native服务。

 

4，java堆  Java Heap

虚拟机管理的最大的一块内存，被所有线程共享，存放几乎所有的对象实例和数组。

逃逸分析：栈上分配（私有的小对象），标量替换，同步消除

栈上分配：由于在堆上分布的对象回收消耗了大量的资源，对于确定不会逃逸出线程之外的对象，在栈上分配，随着线程方法结束消耗，大大降低了GC压力。（支持方法逃逸，不支持线程逃逸）

 public void m1(){
        T t = new T();//可逃逸
 }


 T t;
 public void m2(){
        t = new T();//不可逃逸
 }

 

标量替换：

前提是方法中不可逃逸，在执行过程使用对象中的成员变量代替对象本身使用。

class Point{
 int x;
 int y; 
 get..
 set.. 
}

Point x = new Point()
x.setX(1);
int xi = x.i;

 

同步消除：

一个变量不会逃逸出线程，这个变量读写不会有竞争，那么这个变量可以安全消除掉。

public int test(int x){
    int xx = x+2;
    int num1 = xx;
    int num2 = 8;
    return num1;
}

//无效代码消除后
public int test(int x){
    return x+2;
}

 

 

 

5，方法区 Method Area

线程共享，存储已经被虚拟机加载的类型信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码缓存等数据。

永久代 Permanent Generation

HotSpot虚拟机实现的时候吧手气器的分代设计扩展至方法区，使用永久代实现方法区。使得HotSpot垃圾收集器能够像管理JAVA堆一样管理这部分内存，省去了放去去内存管理代码编写。但这种也带来了JAVA应用更容易出现内存溢出的问题。

由于后续收购了JRockit，在JDK7把原本放在永久代的字符串常量，静态变量等溢出，直至JDK8完全废弃了永久代的概念，改用与JRockit,J9一样在本地内存中实现元空间 Meta-space来代替，吧JDK7中的类型信息全部移到元空间中。

 

5.1，运行时常量池

方法区的一部分，Class文件中除了有类版本，字段，方法，接口等描述信息，还有一项信息是在常量池表，用于存放编译器生产的各种字面量与符号引用，这部分内存在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

 

 

 

6，直接内存

不是虚拟机运行时数据区的一部分，用于分配Native函数库，通过存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样分配的好处在于避免了JAVA堆和Nacive堆中来回复制数据。

直接内存的分配不会受到JAVA堆大小的限制，但是也会受到本机总内存（物理内存，CWAP分区或者分页文件）大小以及处理器寻址空闲的限制，如果只按照实际内存去设置-Xmx等参数信息，忽略到直接内存，使得整个内存区域综合大于物理内存限制（物理和操作系统级的限制），从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常。

 

直接内存（Direct Memory）的容量大小可通过-XX：MaxDirectMemorySize参数来指定，如果不 去指定，则默认与Java堆最大值（由-Xmx指定）一致。