Java内存区域

运行时数据区域：

程序计数器：

通过改变计数器的值来选取下一条字节码指令，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都有一个独立的程序计数器，即“线程私有”如果线程执行的是Java方法，那么计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址，如果是native方法，则计数器的值为空，此区域没有OutOfMemoryError情况。

Java虚拟机栈：

线程私有，描述Java方法执行的内存模型，每个方法都会创建栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等。。方法调用直至完成，对应栈帧入栈到出栈。局部变量表内存空间在编译期间完成分配，运行期间不会改变其大小。线程请求栈的深度大于所允许的深度，则抛出StackOverflowError异常；如果扩展时无法申请到足够的内存，就抛出OutOfMemoryError异常。

设置本地方法栈大小-Xoss（其实无效，应使用后面的），栈容量只由-Xss设定。

单个线程下，抛出的都是StackOverflowError。

如果是建立过多线程导致的内存溢出，可以通过减少最大堆和减少栈容量（每个线程被分配到的栈大小）来换取更多的线程。

本地方法栈：

执行Native方法，会有StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

Java堆：

jvm中最大的一块，线程共享，唯一目的是存放对象实例。垃圾收集器的主要管理区域，当在堆中没有内存完成实例分配，且堆无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。异常信息为java.lang.OutOfMemoryError :  java heap space

堆的最小值-Xms，最大值-Xmx

方法区：

线程共享，存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等。JDK1.7之前称为“永久代”，1.7及以后被“元空间”替代。当方法去无法满足内存分配需求，抛出OutOfMemoryError。在经常动态生成大量Class的应用中，要注意类的回收，否则可能导致方法区内存溢出。

通过-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize限制方法区大小。

运行时常量池：

存放编译期生成的各种字面量和符号引用，常量并非只有编译期能产生，在运行期间可能将新的常量放入常量池中，String的intern()方法便利用此特性。对于intern()的解释：1.如果常量池中存在该内容的String，则返回该串引用；2.如果不存在，则创建该String，返回引用。JDK1.7中常量池在方法区中，1.8后在堆中。

再jdk1.6中，intern()方法会把首次遇到的字符串实例复制到永久代中，返回的也是永久带中该字符串实例的引用。

在jdk1.7中，intern()方法不会再复制实例，只是在常量池中记录首次出现的实例引用。

直接内存：

OutOfMemoryError。

DirectMemory容量可以通过-XX:MaxDirectMemorySize制定，如果不指定，则默认与Java堆最大值（-Xmx）一样。

由DirectMemory导致的内存溢出，明显特征是Heap Dump文件中不会看见明显的异常。即如果OOM后Dump文件很小，程序直接或间接使用了NIO，则考虑是DirectMemory。

 

jdk1.8内存图

虚拟机中的对象

对象的创建：new指令->检查常量池及是否加载初始化过->分配内存->保证线程安全->初始化为0->设置对象头->执行<init>方法

对象所需的内存大小在类加载完成后便可完全确定。

为对象分配内存的两种方式：

1. 指针碰撞：堆中内存绝对规整，用过的内存和空闲的内存放在分界点指针两边。 
2. 空闲列表：堆中内存不规整，虚拟机维护一个列表，记录那些内存块可用，在分配时找到足够打的空间划分给实例。

保证线程安全两种方式：

1. 对分配内存空间的动作进行同步处理，采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性。
2. 把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲。

对象的内存布局：

　　1.对象头：

　　　　1.运行时数据（Mark Word）：如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁等等，是非固定大小

　　　　2.类型指针：对象指向它的类元数据的指针，通过该指针可以确定这个对象是哪个类的实例。

　　2.实例数据：父类继承的和子类中定义的都在里面，相同宽度的字段总是分配到一起，在此前提下，父类定义变量出现在子类之前。

　　3.对齐数据：不是必然存在，对象大小必须是8字节的整数倍，对象头部分正好是8的倍数，故当实例数据部分没有对齐时，需要通过对齐填充来补全。

对象的访问定位：

通过句柄访问：在Java堆中划出一块内存作为句柄池，Java栈里面的变量指向句柄地址，句柄指向Java堆中的对象实例数据和方法区中的对象数据类型。优点：在对象被移动时只改变句柄的实例数据指针，不需要改变Java栈变量指针。

通过直接指针访问：（jvm使用）Java栈里面的变量直接指向Java堆中的对象实例数据，对象实例数据中的指针指向方法区中的对象类型数据。优点：速度快，因为节省了一次指针定位的时间开销。

类的静态变量存储在方法区，实例变量存储在堆中。