IT培训之JVM内存区域

1、内存区域的划分

通常可以把JVM内存区域分为下面几个方面，其中，有的区域是以线程为单位，而有的区域则是整个JVM进程唯一的。

（1）程序计数器。在JVM规范中，每个线程都有它自己的程序计数器，并且任何时间一个线程都只有一个方法在执行，也就是所谓的当前方法。程序计数器会存储当前线程正在执行的Java方法的JVM指令地址；或者，如果是在执行本地方法，则是未指定值。

（2）Java虚拟机，早期也叫Java栈。每个线程在创建时都会创建一个虚拟机栈，其内部保存一个个的栈帧，对应着一次次的Java方法调用。前面谈程序计数器时，提到了当前方法；同理，在一个时间点，对应的只会有一个活动的栈帧，通常叫做当前帧，方法所在的类叫做当前类。如果在该方法中调用了其他方法，对应的新的栈帧会被创建出来，成为新的当前帧，一直到它返回结果或者执行结束。JVM直接对Java栈的操作只有两个，就是对栈帧的压栈和出栈。栈帧中存储着局部变量表，操作数栈，动态链接，方法正常退出或者异常退出的定义等。

（3）堆，它是Java内存管理的核心区域，用来放置Java对象实例，几乎所有创建的Java对象实例都是被直接分配在堆上。堆被所有的线程共享，在虚拟机启动时，我们指定的“Xmx”之类参数就是用来指定最大堆空间等指标。理所当然，堆也是垃圾收集器重点照顾的区域，所以堆空间还会被不同的垃圾收集器进行进一步的细分，最有名的就是新生代，老年代的划分。

（4）方法区，这是所有线程共享的一块内存区域，用于存储所谓的元数据，例如类结构信息，以及对应的运行时常量池，字段，方法代码等。由于早期的Hotspot JVM实现，很多人习惯将方法区称为永久代。Oracle JDK 8中将永久代移除，同时增加了元数据区。

（5）运行时常量池，这是方法区的一部分。如果仔细分析过反编译的类文件结构，你能看到版本号，字段，方法，超类，接口等各种信息，还有一项信息就是常量池。Java的常量池可以存放各种常量信息，不管是编译期生成的各种字面量，还是需要爱运行时决定的符号引用，所以它比一般语言的符号表存储的信息更加宽泛。

（6）本地方法栈，它和Java虚拟机是非常相似的，支持对本地方法的调用，也是每个线程都会创建一个。在Oracle Hotspot JVM中，本地方法栈和Java虚拟机栈是在同一块区域，这完全取决于技术实现的决定，并未在规范中强制。

2、运行数据区

我们将类加载入方法区的时候，就已经开始使用运行时数据区了。每个部分各司其职经典的运行时数据区，一共包含五个部分，如下图：

3、生命周期

程序启动产生进程，一个虚拟机对应一个进程，其中(绿色)：方法区和堆跟进程的生命周期是一致的。随着虚拟机启动而创建，随着虚拟机退出而销毁。另外(蓝色)：程序计数器，本地方法栈，虚拟机栈，是与线程一一对应的。与线程对应的数据区域会随着线程开始和结束而创建和销毁。

1个运行的程序-->1个进程--->假设里面4个线程:那里面就有4组程序计数器，本地方法栈，虚拟机栈，而这4组程序计数器，本地方法栈，虚拟机栈公用方法区和堆空间。所以图我们可以画为：

4、了解JVM内存的方法

（1）可以使用综合性的图形化工具，如JConsole，VisualVM（注意，从Oracle JDK 9开始，VisualVM已经不再包含在JDK安装包中）等。这些工具具体使用起来比较直观，直接连接到Java进程，然后就可以在图形化界面里掌握内存使用情况。以JConsole为例，其内存页面可以显示常见的堆内存和各种堆外部分使用状态。

（2）使用命令行工具进行运行时查询，如jstat和jmap等工具都提供了一些选项，可以查看堆，方法区等使用数据。

（3）使用jmap等提供的命令，生成堆转储文件，然后利用jhat或者Eclipse MAT等堆转储分析工具进行详细分析。

（4）GC日志等输出，也包含着丰富的信息。

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