09-本地方法栈和堆内存

一.本地方法栈

Nativemethodstack(本地方法栈)：保存native方法进入区域的地址

对于一个运行中的Java程序而言，它还可能会用到一些跟本地方法相关的数据区。当某个线程调用一个本地方法时，它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。本地方法可以通过本地方法接口来访问虚拟机的运行时数据区，但不止如此，它还可以做任何它想做的事情。

任何本地方法接口都会使用某种本地方法栈。当线程调用Java方法时，虚拟机会创建一个新的栈帧并压入Java栈。然而当它调用的是本地方法时，虚拟机会保持Java栈不变，不再在线程的Java栈中压入新的帧，虚拟机只是简单地动态连接并直接调用指定的本地方法。

如果某个虚拟机实现的本地方法接口是使用C连接模型的话，那么它的本地方法栈就是C栈。

这幅图展示了JAVA虚拟机内部线程运行的全景图。一个线程可能在整个生命周期中都执行Java方法，操作它的Java栈；或者它可能毫无障碍地在Java栈和本地方法栈之间跳转。

该线程首先调用了两个Java方法，而第二个Java方法又调用了一个本地方法，这样导致虚拟机使用了一个本地方法栈。假设这是一个C语言栈，其间有两个C函数，第一个C函数被第二个Java方法当做本地方法调用，而这个C函数又调用了第二个C函数。之后第二个C函数又通过本地方法接口回调了一个Java方法（第三个Java方法），最终这个Java方法又调用了一个Java方法（它成为图中的当前方法）。

二.堆

2.1概念

Heap 堆

• 通过 new 关键字创建对象都会使用堆内存
• 一个JVM实例只存在一个堆内存，堆也是Java内存管理的核心区域。Java堆区在JVM启动的时候即被创建，其空间大小也就确定了。它是 JVM 管理的最大一块内存空间。

特点

• 它是线程共享的，堆中对象都需要考虑线程安全的问题

  《Java虚拟机规范》规定，堆可以处于物理上不连续的内存空间中，但在逻辑上它应该被视为连续的。所有的线程共享Java堆，在堆中还可以划分线程私有的缓冲区（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。

• 有垃圾回收机制（后续在第二个系列：垃圾回收机制深入讲解）

说明：

当栈帧被执行的时候，里面有对象的创建，那么栈帧里面仅仅是保存对象名以及对应的地址值，真正的对象存储是分配在了堆内存：（全流程图）

2.2内存分配关系

​ 《Java虚拟机规范》中对Java堆的描述是：所有的对象实例以及数组都应当在运行时分配在堆上。（The heap is the run-time data area from which memory for all class instances and arrays is allocated）

　　要注意的是：“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存——是从实际使用角度看的。因为还有一些对象是在栈上分配的。

　　数组和对象可能永远不会存储在栈上，因为栈帧中保存引用，这个引用指向对象或者数组在堆中的位置。

​ 比如下面一段很简单的代码：

public class Demo2 {
   
   
    public static void main(String[] args) {
   
   
        Hello h1 = new Hello();
        Hello h2 = new Hello();
    }
}
class Hello{
   
   
}

在内存中的存放位置如下：

在方法结束后，堆中的对象不会马上被移除，仅仅在垃圾收集的时候才会被移除，也就是触发了GC的时候，才会进行回收。如果堆中对象马上被回收，那么用户线程就会受到影响。

　　堆，是GC（Garbage Collection，垃圾收集器）执行垃圾回收的重点区域。

2.3设置堆内存大小与OOM

Java堆区用于存储Java对象实例，那么堆的大小在JVM启动时就已经设定好了，大家可以通过选项"-Xmx"和"-Xms"来进行设置。

　　　　“-Xms"用于表示堆区的起始内存，等价于-XX:InitialHeapSize。

　　　　“-Xmx"用于表示堆区的最大内存，等价于-XX:MaxHeapSize。

　　一旦堆区中的内存大小超过“-Xmx"所指定的最大内存时，将会抛出OutOfMemoryError异常。

　　通常会将-Xms和-Xmx两个参数配置相同的值，其目的是为了能够在java垃圾回收机制清理完堆区后不需要重新分隔计算堆区的大小，从而提高性能。

默认情况下:

　　　　初始内存大小：电脑物理内存大小/64。

　　　　最大内存大小：电脑物理内存大小/4。

可以通过如下代码进行查看：

/**
 * -Xms 用来设置堆空间（年轻代+老年代）的初始内存大小
 *  -X：是jvm运行参数
 *  ms：memory start
 * -Xmx：用来设置堆空间（年轻代+老年代）的最大内存大小
 */
public class Demo3 {
   
   
    public static void main(String[] args) {
   
   
        // 返回Java虚拟机中的堆内存总量
        long initialMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;
        // 返回Java虚拟机试图使用的最大堆内存
        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;
        System.out.println("-Xms:" + initialMemory + "M");
        System.out.println("-Xmx:" + maxMemory + "M");
    }
}

运行结果：

-Xms:245M

-Xmx:3625M