虚拟机——本文专门针对HotSpot JVM——的主要组成部分:
程序计数器:每一个线程都有一个是独立的私有程序计数器,它保存有该线程要执行的下一条指令的内存地址。
JAVA 虚拟机栈: JVM Stack也是线程私有的,每一个线程都会在该栈中独占一块儿区域。它描述了JAVA方法执行的内存模型:每次线程调用一个方法的时候都会在自己的线程栈内创建一个栈帧(Stack Frame),用于保存局部变量表、方法的出口等信息,每一个方法从调用到执行完成的过程,都对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
程序员口中经常说的栈(Stack)就是指虚拟机栈。栈是JVM的运行时单位。
JAVA 堆:对大多数应用来说,JAVA Heap是JAVA虚拟机所管理的内存中最大的一块儿区域,该区域为所有线程公用,程序在运行时产生的几乎所有对象都保存在堆中。
JAVA 虚拟机规范中是这样描述Heap的:所有的对象十里河数组都要在对上分配(The heap is rhe runtime data area from which memory for all class instances and arrays is allocated.),但随着JIT编译器的发展和逃逸分析技术的逐渐成熟,栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生,所有对象都分配在堆上方也渐渐变得不那么“绝对”了。
程序员口中经常说的堆就是指该部分,它是JVM的存储的单位。JAVA Heap是java 垃圾收集器管理的主要区域,很多时候也被称为“GC堆”。
方法区:和Heap堆一样也是被各个线程共享的一块儿内存区,主要用于存储已被JVM加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据;虽然虚拟机规范将该区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个叫“非堆(non-Heap)”的别名,与Java Heap区分。
对于很多使用HotSpot JVM做开发和部署的程序原来说,方法区被叫做“永久代”,实际上只是因为HotSpot JVM把GC的分代收集算法扩展至方法区,或者使用永久代来实现方法区而已。其他几个虚拟机产品并没有“永久代”这一说儿。
运行时常量池:Runtime Constant Pool是方法去的一部分。Class文件中处了有累的字段、方法、接口、版本等描述信息外,还有一项信息是常量池Constant Pool Table,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分信息将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。
OutOfMemoryError异常和StackOverflowError异常
首先说StackOverflowError,它是在JVM Stack内存不足时产生的异常。JVM规范是这样描述StackOverflowError异常的:当线程请求的栈的深度大于虚拟机所允许的最大深度时,将抛出StackOverflowError异常。当不能线程不能再在栈中压入新的栈帧(Stack Frame)时,就会产生StackOverflowError异常。
当不能生成新的JAVA线程或不能向线程栈中压入新的栈帧(即JAVA线程不能再调用方法)时,就会产生StackOverflowError。
对于OutOfMemoryError异常来说,以下几种情况可以导致OOM:
1、物理内存太小,如本机内存直接溢出;
2、堆大小设置不合理,如运行时常量池溢出、方法区溢出等;
3、代码逻辑有问题,使大量的对象不能正常释放;
以上三种情况都会引起OutOfMemoryError。
Hotspot JVM怎么判断对象是否死亡
我们都知道,JAVA垃圾收集器只会回收已“死亡”的对象。那么JVM是怎么知道一个对象是否已经“死亡”,换句话说JVM是通过什么算法来断定一个对象的状态?“生存还是死亡,这是个大问题”,判断错误,就会引起大灾难。
Hotspot JVM有两种算法来判断堆中的对象的状态的:
1、引用计数法:每个对象中都有一个引用计数器,每当被引用时,计数器值就加1;当一个引进用失效时,计算器就减1;任何计数器值为0的对象就是不在被使用的,这样的对象就表示已“死亡”的对象,要被JVM垃圾收集器回收的。
引用计数法的优缺点:实现简单,效率很高;但是该算法有一个比较突出的问题:如两个对象除了互相引用外,没有其他对象对二者的引用,那么由于计算器的值都为1,那这连个对象就“永远”不会被垃圾收集器正常回收。如下图示:
2、根搜索算法:在主流的商用程序语言中,都是使用
根搜索算法来判断对象是否存活。该算法的基本思路就是:通过一系列的叫“GC Roots”的对象做起点,从这些节点开始搜索,搜索走过的路径将引用链,当一个对象没有和GC Roots的引用链有任何相连时,就可断定该对象不可用,可以被垃圾收集器回收。
在JAVA语言中,可作为GC Roots的对象有以下几种:
1、虚拟机栈中引用的变量;
2、方法区中的类静态属性引用的对象;
3、方法区中常量引用的对象;
4、本地方法栈中JNI的引用的对象。
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