深入理解Java虚拟机笔记--JVM内存模型及溢出问题总结

常见内存溢出类型：

java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

StackOverflowError

java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

JVM运行期内存模型：包括方法区(Perm Gen，永久代)， 虚拟机栈，本地方法栈，堆，程序计数器。

方法区与堆是所有线程共享，其他几个是线程私有。一般关心的是虚拟机栈和堆。

1） 方法区（Perm Gen）

方法区用于存放虚拟机加载的类信息，常量，静态变量等数据。当方法区无法满足内存分配要求时，将抛出java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 异常。GC(Garbage Collection)一般不会在主程序运行期对PermGen space进行清理，如果应用中有很多CLASS的话,就很可能出现PermGen space错误,这种错误常见在web服务器对JSP进行pre compile的时候。

另外，程序中尽量不要写占用内存很大的静态变量或者常量，也有可能将该区域挤爆。

可以通过设置JVM的参数：PermSize与MaxPermSize来调整大小。例如：

-XX:PermSize=256M -XX:MaxPermSize=512m

Win 32 JDK 1.6 HotSpot MaxPermSize默认64M

2）虚拟机栈，本地方法栈

虚拟机栈生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是JAVA方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧，用于存储局部变量表等信息。这个区域有两种异常：如果栈深度大于虚拟机所允许的深度，比如做深度递归或者某个线程的本地变量表过大，将抛出StackOverflowError的异常；在多线程环境下，当创建一个新的线程时会分配栈空间，如果没有足够的内存时会抛出OutOfMemoryError: unable to create new native thread异常。

本地方法栈与虚拟机栈类似，虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，本地方法栈则是为虚拟机使用的Native方法服务。有的虚拟机比如HotSpot将他们二者合二为一。

虚拟机栈与本地方法栈需要的内存并不是虚拟机分配的内存，而是直接从主机内存获取。通过JVM可以控制的参数是Java堆和方法区这两部分的内存。所有 32 位应用程序都有 4 GB 的进程地址空间（32 位地址最多可以映射 4 GB 的内存）。以windows 32位系统为例，应用程序可以访问 2 GB 的进程地址空间，称为用户模式虚拟地址空间。应用程序拥有的所有线程都共享同一个用户模式虚拟地址空间。其余 2 GB 为操作系统保留（也称为内核模式地址空间）。因此java进程最多占有2G内存，再减去JVM申请的内存（Xmx最大堆容量+MaxPermSize最大方法区容量，程序计数器内存很小，可忽略），如果不考虑虚拟机进程本身耗费的内存，那么剩下的内存就是虚拟机栈和本地方法栈的最大可用内存。每个线程分配的栈容量越大，可建立线程的数量就越少。

可以通过设置JVM的参数：-Xss参数设置每个线程的栈容量. JDK1.5以后的默认值是1M.

3) 堆

应用最频繁的区域，也是内存溢出最常见的区域。在虚拟机启动时创建，此区域的唯一目的就是存放对象实例。堆是GC的主要区域，可以细分为新生代(Yong generation)和老年代(Tenured generation)。新生代又可以细分为Eden空间，From Survivor空间，To Survivor空间。HotSpot虚拟机默认Eden和Survivor的大小比例是8:1。另外，线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲器（Thread Local Allocation Buffer, TLAB）。

一般情况下，对象实例在Eden区域分配，当该区域没有足够空间进行分配时，JVM触发Minor GC，将存活的对象按照Survivor->Tenured generation方向转移。

通过参数-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError和-XX:HeapDumpPath可以在虚拟机出现内存溢出时Dump当前的内存堆转储快照进行离线分析(可以用visualvm等可视化工具)。例如：

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=D:\dump，将在内存溢出时在D盘下生成名为dump的堆转储文件。
分析确定是否存在内存泄露，如果不存在，可以通过参数调节堆的大小：-Xmx与-Xms，将两者设为同一个值可以避免堆自动扩展。

4）程序计数器

唯一一个在JVM规范中没有规定任何OOM的区域。

参考文献：

深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践