内存空间
可划分为方法区、堆、本地方法栈、PC寄存器及JVM方法栈。
方法区
方法区存放了要加载的类的信息(名称、修饰符等)、类中的静态变量、类中定义为final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息,当开发人员在程序中通过Class对象的getName、isInterface等方法来获取信息时,这些数据都来源于方法区域。方法区域也是全局共享的,在一定条件下它也会被GC,当方法区域要使用的内存超过其允许的大小时,会抛出OutOfMemory.
这块区域对应Permanet Generation,又称为持久代,默认最小值为16MB,最大值为64MB。可通过-XX:PermSize及-XX:MaxPermSize来指定最小值和最大值。
堆
堆用于存储对象实例及数组值,可以认为Java中所有通过new创建的内存都在此分配,Heap中对象所占用的内存由GC进行回收,在32位操作系统上最大为2GB,在64位操作系统上则没有限制,其大小可通过-Xms和-Xmx来控制,-Xms为JVM启动时申请的最小Heap内存,默认为物理内存的1/64但小于1GB;-Xmx为JVM可申请的最大Heap内存,默认为物理内存的1/4但小于!GB,默认当空余堆内存小于40%时,JVM会增大Heap到-Xmx指定的大小,可通过-XX:MinHeapFreeRatio=来指定这个比例;当空余堆内存大于70%时,JVM会减小Heap的大小到-Xms的大小,可以通过-XX:MaxHeapFreeRatio=来指定这个比例,对于运行系统而言,为避免在运行时频繁调整Heap的大小,通常将-Xms和-Xmx的值设置为一样。
JDK1.2后堆采用了分代管理
1、新生代(New Genertion)
大多情况下JAVA程序中新建的对象都从新生代分配内存,新生代有Eden Space和两块相同大小的Survivor Space(通常又称为S0和S1或者From和To)构成,可通过-Xmx参赛来指定新生代的大小,也可以通过-XX:SurvivorRatio来调整Eden Space及Survivor Space的大小。不同的GC方式会以不同的方式按比值来划分Eden Space 和Survivor Space,有些GC方式还会根据运行状况来动态调整Eden、S0、S1的大小。
2、旧生代(Old Gennertion)
用于存放新生代中经过多次垃圾回收仍然存活的对象,例如换成对象,新建的对象也是有可能在旧生代上直接分配内存。主要有两种情况(由不同的GC实现来决定):一种为大对象,可通过在启动参数上设置-XX:PretenureSizeThreshold=1024(单位为字节,默认为0)来代表当对象超过多大时就不在新生代分配,而是直接在旧生代分配,此参赛在新生代采用Parallel Scavenge GC是无效,Parallel Scavenge GC会根据运行状况决定什么对象直接在旧生代生分配内存;另一种为大的数组对象,且数组中无引用外部对象。
旧生代所占用的内存大小为-Xmx对应的值减去-Xmn对应的值。
本地方法栈
本地方法栈用于支持native方法的执行,存储了每个native方法调用的状态,在Sun JDK的实现中本地方法栈和JVM方法栈是同一个。
PC寄存器和JVM方法栈
每个线程均会创建PC寄存器和JVM方法栈,PC寄存器占用的可能为CPU寄存器或者操作系统内存,JVM方法栈占用的为操作系统内存,JVM方法栈为线程私有,其在内存分配上非常高效。当本地运行完毕时,其对应的栈帧所占用的内存也会自动释放。
当JVM方法在空间不足时,会抛出StackOverFlowError的错误,在Sun JDK中可以通过-Xss来指定其大小。
内存分配
Java对象所占用的内存主要从堆上进行分配,堆是所有线程共享的,因此在堆上分配内存时需要进行加锁,这导致了创建对象开销比较大。当堆上空间不足时,会触发GC,如果GC后空间仍然不足,则会抛出OutOfMemory.
Sun JDK为了提升内存分配的效率,会为每个新创建的线程在新生代的Eden Space上分配一块独立的空间,这块空间称为TLAB(Thread Local Allocation Buffer),其大小由JVM根据运行情况计算而得,可通过-XX:TLABWasteTargetPersent来设置TLAB可占用的Eden Space的百分比,默认值是1%。JVM将根据这个比率、线程数量及线程是否频繁分配对象来给每个线程分配合适大小的TLAB空间。在TLAB上分配内存是不需要加锁,因此JVM在给线程中的对象分配内存是会尽量在TLAB上分配,如果对象过大或者TLAB空间已用完,则仍然在堆上进行分配。因此在编写Java程序时,通常多个小的对象比大 的对象分配起来更高效,可通过在启动参赛上增加-XX:+PrintTLAB 来查看TLAB空间使用情况。
对象引用关系上,除了默认的强引用外,还有软引用(SoftReference)、弱引用(WeakReference)和虚引用(PhantomReference)三种。
A a = new A();就是强引用。
采用软引用来建立引用的对象,当JVM内存不足时会被回收,因此SoftReference很适合用于实现缓存。另外,当GC认为扫描的SoftRefernece不经常使用时,也会进行回收,存活时间可通过-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB来进行控制,其含义为每兆堆空间中SoftRefernece的存活时间,默认为1秒。
Object object = new Object();
SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<Object>(object);
object = null;
取用get取,有可能为空。
弱引用:采用软引用建立的对象没有强引用后,GC时即会被自动释放。
Object object1 = new Object();
WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<Object>(object1);
object1 = null;
虚引用
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