JVM虛擬機器記憶體
阿新 • • 發佈：2019-04-21
JVM執行時記憶體組成分為一些執行緒私有的，其他的是執行緒共享的。
執行緒私有
- 程式計數器：當前執行緒所執行的位元組碼的行號指示器。
- Java虛擬機器棧：java方法執行的記憶體模型，每個方法被執行時都會建立一個棧幀，儲存區域性變量表，操作棧，動態連結，方法出口等資訊。每個執行緒都有自己獨立的棧空間，執行緒棧只儲存基本型別和物件地址，方法中區域性變數存放線上程空間中。
- 本地方法棧：Native方法服務，在hotspot虛擬機器中和java虛擬機器棧合二為一。
執行緒共享
- java堆：存放物件實力，幾乎所有的物件例項及其屬性都在這裡分配記憶體。此外，jvm在記憶體新生代eden space中開闢了一塊執行緒私有的區域，稱作TLAB（Thread Local Allocation Buffer），也是每個執行緒的緩衝區，預設設定為佔用Eden space的1%。在編譯器做逃逸分析的時候，根據分析結果，決定是在棧上還是在堆上分配記憶體，如果在堆上則再分析是否在TLAB上分配記憶體。在TLAB上分配由於是執行緒私有的，因此沒有鎖的開銷，效率較高。
- 方法區：儲存已經被虛擬機器載入的類資訊，常量，靜態變數，JIT編譯後的程式碼等資料，也稱作永久代。java7已經把字串常量池移動到堆中，在呼叫String的intern方法時，如果堆中存在相同的字串物件，會直接儲存物件的引用，不會重新建立物件。
- 直接記憶體：NIO，Native函式直接分配的堆外記憶體。DirectBuffer引用會使用此部分記憶體。
記憶體分配過程
- 編譯器通過逃逸分析，確定物件是在棧上分配還是堆上分配。如果在堆上分配直接進入步驟4。
- 如果是tlab_top + size <= tlab_end，則在TLAB上直接分配物件並增加tlab_top的值。如果現有TLAB不足存放當前物件則進入步驟3。
- 重新申請一個TLAB，並再次嘗試存放當前物件，如果放不下，則進入步驟4。
- 在Eden區加鎖（此區多執行緒共享），如果eden_top + size <= eden_end，則將物件存放在eden區，增加eden_top的值，如果eden區不足以存放，則進入步驟5。
- 執行一次YGC。
- 經過YGC後，如果eden還放不下物件，則直接分配到老年代。
物件訪問
- 控制代碼訪問：通過棧本地變量表，找到堆中物件例項指標，根據指標在堆中找到例項資料，在方法區中找到物件型別資料。
- 直接指標：通過棧本地變量表，找到堆中物件例項指標，物件例項指標中儲存物件例項資料，在方法區中找到物件型別資料。
物件建立
- 物件在eden完成記憶體分配。
- eden滿了，在建立物件，會因為申請不到空間，觸發minor gc，堆eden+s 區進行回收。
- 進行minor gc時，eden區不能被回收的物件進入s區，另一個s區中不能被gc回收的物件也會進入這個s區，始終保證一個s區空置。
- 如果s區滿了，這些物件會被copy到old區，或者s區沒有滿，但是有些物件足夠old了，會被放入old區。
- old區滿了之後，進行full gc。
記憶體溢位
在JVM申請記憶體的過程中，會遇到無法申請到足夠記憶體的情況，從而導致記憶體溢位。
- 虛擬機器棧和本地方法區棧溢位：statkoverflowerror：執行緒請求的棧深度大於虛擬機器所允許的最大深度，迴圈遞迴會觸發這種OOM。outfomemoryerror：虛擬機器在擴充套件棧時無法申請到足夠的記憶體空間，一般可以通過不停建立執行緒觸發這種OOM。
- java堆溢位：建立大量物件並且物件生命週期很長情況時，會引發outofmemoryerror。
- 方法區溢位：方法區存放class等元資料資訊，如果產生大量的類（如CGLIB），會引發這種記憶體溢位，outofmemoryerror：permgen space，在使用hibernate等動態生成類框架時會引起這種情況。
垃圾回收和系統吞吐量
- 吞吐量：指的是單位時間內完成的工作量的度量。
- 響應時間：是提交請求和返回該請求的響應之間使用的時間。
通常平均響應時間越短，系統吞吐量越大，平均響應時間越長，吞吐量越小。
- 並行垃圾回收器關注的是吞吐量，會在一定程度上犧牲響應時間。可能某次請求會特別慢。
- 併發垃圾回收器關注的是請求響應時間，會犧牲吞吐量。會盡量使得每次請求時間維持在差不多水平。
對於CMS觸發full gc的情況：
- old區使用到一定比例時觸發，通過cmsinitiatingoccupancyfacti