一、运行时数据区各区域的联系
1.1 栈帧
上一篇说过虚拟机栈一个线程执行的区域,是线程私有的。
可以这样理解,每个线程对应一个虚拟机栈,这个线程中的每个方法对应一个栈帧。
那么栈帧中是什么内容呢?
每个栈帧中包含局部变量表、操作数栈执行运行时常量池的引用、方法返回地址和附加信息。
局部变量表:方法中定义的局部变量以及方法的参数存放在这张表中。
局部变量表中的变量不可直接使用,如果需要使用,必须通过相关指令将其价值至操作数栈中,作为操作数使用。
操作数栈:以压栈和出栈的方式存储操作数。
方法返回地址:当一个方法开始执行后,只有两种方式可以退出,一是遇到方法返回的字节码指令;二是遇见异常,并且异常没有在方法体内被处理。
1.2 栈指向堆
如果在栈帧中有一个变量,类型为引用类型。比如Object obj=new Object(),这种情况就是典型的栈中元素指向堆中的对象。
1.3 方法区指向堆
方法区中会存放静态变量、常量等数据。如下面的例子,就是典型的方法区中元素指向堆中的对象。
private static Object obj=new Object();
1.4 堆指向方法区
方法区中会包含类的信息,堆中会有对象,那怎么知道对象是那个类创建的呢?
对象的类的信息存在方法区中,这种情况就是堆指向方法区。
1.5 Java对象内存布局
一个Java对象在内存中包括3个部分:对象头、实例数据和对齐填充。
二、内存模型
2.1 图解
一块是非堆区,一堆是堆区。
堆区分为两大块,一个是Old区,一个是Young区。
Young区分为两大块,一块是Survivor区,一块是Eden区。
Survivor区又划分为s0和s1两块。s0和s1一样大,也可以叫From区和To区。
Eden:s0:s1=8:1:1。
2.2 对象创建所在区域
根据之前对Heap的描述已经知道了对象和数组的创建会在堆中分配内存空间,堆中这么多区域,那么一个对象的创建到底在哪个区域呢?
一般新创建的对象都会被分配到Eden区,一些特殊的大的对象会直接分配到Old区。
举个例子,比如对象A、B、C创建在Eden区,但是Eden区的内存空间是有限的,比如有100M。假如已经使用了100M或者达到一个设定的临界值,这时候就需要对Eden区的内存空间进行清理,即垃圾收集(Garbage Collect),对于这样的GC称之为Minor GC,Minor GC指的就是Young区的GC。
经过GC之后,有些对象就会被清理掉,有些对象可能还存活,对于存活的对象需要将其复制到Survior区,然后再清空Eden区中这些对象。
2.3 Survivor区详解
由图解可以看出,Survivor区划分为两块,S0和S1,也可以称为From和To。
接着Minor GC继续说,在同一时间点上,S0和S1只能有一个区域有数据,另外一个是空的。
比如一开始只有Eden区和From中有对象,To中是空的。
此时进行一次GC操作,From区中对象的年龄就会+1,Eden区中所有存活的对象都会被复制到To区,
From区中还能存活的对象会有两个去处。
若对象年龄达到设定的年龄阈值,此时对象会被移动到Old区。
若Eden区和From区中没有达到阈值的对象,则会被复制到To区。
此时Eden区和From区已经被清空了(被GC掉的对象已经没了,没有被GC掉还存活的对象都有了去处)。
这时From和To交换角色,之前的From变成了To,之前的To则变成From。
也就是说,无论如何都要保证下一次名为To的Survivor区域是空的。
Minor GC一直重复这样的过程,直到To区被填满,然后会将所有对象复制到老年代中。
概括的说,就是对Eden区和From区进行清理,年龄达限的对象直接进入老年代Old区,未达限的对象都进入To区。
From区被清空后和To区转换角色,空了的From区将作为下一次的To区,供下一次GC后存放存活的对象使用。
2.4 Old区详解
从之前的分析可以看出,一般Old区都是年龄比较大的对象,或者超过了设定阈值的对象。
在Old区也会有GC的操作,Old区的GC我们成为Major GC。
2.5 对象的一辈子
图解对象的GC过程:
2.6 问题归纳
如何理解Minor/Major/Full GC?
Minor GC:新生代的GC
Major GC:老年代的GC
Full GC:新、老年代的GC
四、模拟内存溢出
4.1 堆内存溢出
@RestController
public class HeapController {
List<Person> list=new ArrayList<Person>();
@GetMapping("/heap")
public String heap() throws Exception{
while(true){
list.add(new Person());
Thread.sleep(1);
}
}
}
结果:Exception in thread "http-nio-8080-exec-2" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
4.2 虚拟机栈溢出
public class StackDemo {
public static long count=0;
public static void method(long i){
System.out.println(count++);
method(i);
}
public static void main(String[] args) {
method(1);
}
}
结果: