手把手教你认识下 JVM 的内存划分,再记不住就真的没办法了

简介: Java 在运行时会将内存划分为若干个区域,粗略的可以将内存划分为堆区和栈区,堆区主要存储 Java 对象。栈区主要记录对象的引用地址。

0. 引言


Java 在运行时会将内存划分为若干个区域,粗略的可以将内存划分为堆区和栈区,堆区主要存储 Java 对象。栈区主要记录对象的引用地址。

其实还有更详细的划分。如下图所示:

886b687244630d6036a00fe8f5c0449b.png


1. Java 虚拟机栈


Java 虚拟机栈就是我们之前将内存分为堆区和栈区,这里的栈区就是指的 Java 虚拟机栈。

每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链表、方法出口信息等。每一个方法从调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。主要用来存储局部变量表。

在这个区域会抛出两个异常,如果请求的栈的深度超过了虚拟机允许的最大深度,会抛出 StackOverflowError ,如果无法申请到足够的内存会抛出 OutOfMemoryError 异常。


2. 本地方法栈


与 Java 虚拟机栈类似,本地方法栈是服务于 Native 方法的。为本地方法提供内存,同样也会抛出 StackOverflowError、OutOfMemoryError 异常。


3. 程序计数器


程序计数器可以看做当前线程所执行的字节码的行号计数器。字节码的解释器需要通过改变这个值来选取下一条需要执行的字节码指令。程序中的分支、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。


4. 方法区


方法区是用来存放 JVM 装载的 class 的类信息,包括:类的方法、静态变量、类型信息(接口/父类),我们使用反射,所需的信息就是从这里获取的。同样的,当方法区无法满足内存需要的时候会抛出 OutOfMemoryError 。


4.1 运行时常量池


常量池是方法区的一部分,用于记录编译期生成的各种字面量和符号引用。在 Java 类中使用 final 标识的字段都会放到常量池里。常量池在运行时不是一成不变的。常见的场景是 String 类的 intern 方法。当调用该方法时,JVM 会判断常量池里是否有该对象,有的话直接返回,没有的话,需要把该字符串放入常量池然后再返回。


5. Java 堆


右边橙色部分的区域都是 Java 堆。这部分内存是 Java 虚拟机里最大的内存区域。我们之前将内存粗略的划分为堆区和栈区,其中栈区指的是 Java 虚拟机栈,而堆区说的就是 Java 堆。所有的 Java 对象都是在这个区域分配的内存,虚拟机的 GC 动作 大部分都是在这个区域进行的。

再细分一下可以将 Java 堆分为新生代和老年代。新生代又可以分为 From Survivor 区、To Survivor 区、Eden 区。

新生代的 Eden 区、From Survivor 区、To Survivor 区的比值是 8:1:1。

对象在第一次创建的时候会在新生代分配内存。准确地说是在 Eden 区分配内存。 经过一次 GC 后,没有被回收的对象年龄加 1 并且会从 Eden 区、From Survivor 区转移到 To Survivor 区。 To Survivor 区会成为新的 From Survivor 区。 同样 From Survivor 区会成为新的 To Survivor 区。

1600942c32234efe2dac0a795b004260.png

当年龄超过一定的值后(默认15)会将该对象转移到老年代。

PS:并不是所有对象在第一次创建的时候都会在新生代分配内存,有些对象大到超过新生代的内存时,会直接在老年代分配内存

相关文章
|
1月前
|
存储 安全 Java
jvm 锁的 膨胀过程?锁内存怎么变化的
【10月更文挑战第3天】在Java虚拟机(JVM)中,`synchronized`关键字用于实现同步,确保多个线程在访问共享资源时的一致性和线程安全。JVM对`synchronized`进行了优化,以适应不同的竞争场景,这种优化主要体现在锁的膨胀过程,即从偏向锁到轻量级锁,再到重量级锁的转变。下面我们将详细介绍这一过程以及锁在内存中的变化。
37 4
|
9天前
|
Arthas 监控 Java
JVM进阶调优系列(9)大厂面试官:内存溢出几种?能否现场演示一下?| 面试就那点事
本文介绍了JVM内存溢出(OOM)的四种类型:堆内存、栈内存、元数据区和直接内存溢出。每种类型通过示例代码演示了如何触发OOM,并分析了其原因。文章还提供了如何使用JVM命令工具(如jmap、jhat、GCeasy、Arthas等)分析和定位内存溢出问题的方法。最后,强调了合理设置JVM参数和及时回收内存的重要性。
|
7天前
|
Java Linux Windows
JVM内存
首先JVM内存限制于实际的最大物理内存,假设物理内存无限大的话,JVM内存的最大值跟操作系统有很大的关系。简单的说就32位处理器虽然可控内存空间有4GB,但是具体的操作系统会给一个限制,这个限制一般是2GB-3GB(一般来说Windows系统下为1.5G-2G,Linux系统下为2G-3G),而64bit以上的处理器就不会有限制。
8 1
|
1月前
|
缓存 算法 Java
JVM知识体系学习六:JVM垃圾是什么、GC常用垃圾清除算法、堆内存逻辑分区、栈上分配、对象何时进入老年代、有关老年代新生代的两个问题、常见的垃圾回收器、CMS
这篇文章详细介绍了Java虚拟机(JVM)中的垃圾回收机制,包括垃圾的定义、垃圾回收算法、堆内存的逻辑分区、对象的内存分配和回收过程,以及不同垃圾回收器的工作原理和参数设置。
65 4
JVM知识体系学习六:JVM垃圾是什么、GC常用垃圾清除算法、堆内存逻辑分区、栈上分配、对象何时进入老年代、有关老年代新生代的两个问题、常见的垃圾回收器、CMS
|
1月前
|
存储 缓存 算法
JVM核心知识点整理(内存模型),收藏再看!
JVM核心知识点整理(内存模型),收藏再看!
JVM核心知识点整理(内存模型),收藏再看!
|
26天前
|
存储 算法 Java
聊聊jvm的内存结构, 以及各种结构的作用
【10月更文挑战第27天】JVM(Java虚拟机)的内存结构主要包括程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈、Java堆、方法区和运行时常量池。各部分协同工作,为Java程序提供高效稳定的内存管理和运行环境,确保程序的正常执行、数据存储和资源利用。
46 10
|
25天前
|
存储 算法 Java
Java虚拟机(JVM)的内存管理与性能优化
本文深入探讨了Java虚拟机(JVM)的内存管理机制,包括堆、栈、方法区等关键区域的功能与作用。通过分析垃圾回收算法和调优策略,旨在帮助开发者理解如何有效提升Java应用的性能。文章采用通俗易懂的语言,结合具体实例,使读者能够轻松掌握复杂的内存管理概念,并应用于实际开发中。
|
1月前
|
存储 监控 算法
JVM调优深度剖析:内存模型、垃圾收集、工具与实战
【10月更文挑战第9天】在Java开发领域,Java虚拟机(JVM)的性能调优是构建高性能、高并发系统不可或缺的一部分。作为一名资深架构师,深入理解JVM的内存模型、垃圾收集机制、调优工具及其实现原理,对于提升系统的整体性能和稳定性至关重要。本文将深入探讨这些内容,并提供针对单机几十万并发系统的JVM调优策略和Java代码示例。
51 2
|
1月前
|
存储 Java
JVM知识体系学习四:排序规范(happens-before原则)、对象创建过程、对象的内存中存储布局、对象的大小、对象头内容、对象如何定位、对象如何分配
这篇文章详细地介绍了Java对象的创建过程、内存布局、对象头的MarkWord、对象的定位方式以及对象的分配策略,并深入探讨了happens-before原则以确保多线程环境下的正确同步。
53 0
JVM知识体系学习四:排序规范(happens-before原则)、对象创建过程、对象的内存中存储布局、对象的大小、对象头内容、对象如何定位、对象如何分配
|
1月前
|
Java API 对象存储
JVM进阶调优系列(2)字节面试:JVM内存区域怎么划分,分别有什么用?
本文详细解析了JVM类加载过程的关键步骤,包括加载验证、准备、解析和初始化等阶段,并介绍了元数据区、程序计数器、虚拟机栈、堆内存及本地方法栈的作用。通过本文,读者可以深入了解JVM的工作原理,理解类加载器的类型及其机制,并掌握类加载过程中各阶段的具体操作。