JVM内存模型

按照官方的说法：“Java 虚拟机具有一个堆，堆是运行时数据区域，所有类实例和数组的内存均从此处分配。堆是在 Java 虚拟机启动时创建的。”“在JVM中堆之外的内存称为非堆内存(Non-heap memory)”。可以看出JVM主要管理两种类型的内存：堆和非堆。简单来说堆就是Java代码可及的内存，是留给开发人员使用的；非堆就是JVM留给 自己用的，所以方法区、JVM内部处理或优化所需的内存(如JIT编译后的代码缓存)、每个类结构(如运行时常数池、字段和方法数据)以及方法和构造方法 的代码都在非堆内存中。

组成图

 

1.方法区

也称"永久代”，“非堆”，它用于存放类的元数据，如类的名称、修饰符、静态变量、常量、Field、Method等、当在程序中使用反射获取类的信息，如clazz.getMethod()时，就是从方法区来获取这些信息的，是各个线程共享的内存区域。默认最小值为16MB，最大值为64MB，可以通过-XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize 参数限制方法区的大小。

运行时常量池：是方法区的一部分，Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译器生成的各种符号引用，这部分内容将在类加载后放到方法区的运行时常量池中。

2.虚拟机栈

   线程在运行时会创建JVM栈，这个新创建的栈区为当前线程私有，栈中存放当前线程中的 局部基本类型变量(8种基本类型)、方法的参数以及 对象引用(对象的地址，对象真正存储在堆区)，这些数据以栈帧的形式存储，也就是线程在执行到一个方法时，会创建一个栈帧，将栈帧入栈到之前创建的JVM栈中，这个栈帧就存储当前方法中的入参、局部变量等；如果方法中调用了其他方法，每次方法调用都会创建新的栈帧；当方法执行完毕时，栈帧也随即销毁，栈帧中的变量被回收。

3.本地方法栈

   与虚拟机栈基本类似，区别在于虚拟机栈为虚拟机执行的java方法服务，而本地方法栈则是为Native方法服务。

4.堆 

也叫做java 堆、GC堆是java虚拟机所管理的内存中最大的一块内存区域，也是被各个线程共享的内存区域，在JVM启动时创建。该内存区域存放了对象实例及数组(所有new的对象)。

5.程序计数器 

它的作用是当前线程所执行的字节码的行号指示器，在虚拟机的模型里，字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖计数器完成。线程在执行时会创建PC寄存器。

堆内存分配

       JVM初始分配的内存由-Xms指定，默认是物理内存的1/64；JVM最大分配的内存由-Xmx指 定，默认是物理内存的1/4。默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制。因此服务器一般设置-Xms、-Xmx相等以避免在每次GC 后调整堆的大小。对象的堆内存由称为垃圾回收器的自动内存管理系统回收。

 

组成

详解

Young Generation

即图中的Eden + From Space + To Space

Eden

存放新生的对象

Survivor Space

有两个，存放每次垃圾回收后存活的对象

Old Generation

Tenured Generation 即图中的Old Space 
主要存放应用程序中生命周期长的存活对象

      非堆内存分配
      JVM使用-XX:PermSize设置非堆内存初始值，默认是物理内存的1/64；由XX:MaxPermSize设置最大非堆内存的大小，默认是物理内存的1/4。

组成

详解

Permanent Generation

保存虚拟机自己的静态(refective)数据
主要存放加载的Class类级别静态对象如class本身，method，field等等
permanent generation空间不足会引发full GC(详见HotSpot VM GC种类)

Code Cache

用于编译和保存本地代码（native code）的内存
JVM内部处理或优化

      JVM内存限制(最大值)

      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了。

附上:Survivor有2个原因是使用了复制算法：

    注意，两个survivor是交替使用的，在任意一个时刻，必定有一个survivor为空，一个survivor中存放着对象（连续存放，无碎片）。回收过程如下：

     S1、GC，将eden中的live对象放入当前不为空的survivor中，将eden中的非live对象回收。如果survivor满了，下次回收执行S2；如果survivor未满，下次回收仍然以S1的方式回收；

    S2、GC，将eden和存放着对象的survivor中的live对象放入当前为空的survivor中，将非live对象回收。

    可以看到，上述的新生代回收机制保证了一个survivor为空，另一个非空survivor中无碎片。在执行一定次数的minor GC后，会通过Full GC将新生代的survivor中的对象移入老年代。