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JVM - 运行时数据区域(2)

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happyJared
发布2019-07-26 14:32:50
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发布2019-07-26 14:32:50
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文章被收录于专栏:happyJared

Java 虚拟机所管理的最大一块内存,Java 堆是所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的,就是存放对象实例,几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。

Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此也被称作GC 堆(Garbage Collected Heap)。从垃圾回收的角度来看,由于现在收集器基本都采用分代垃圾收集算法,所以 Java 堆还可以细分为:新生代和老年代:再细致一点有:Eden 空间、From Survivor、To Survivor 空间等。进一步划分的目的是为了更好地回收内存,或者更快地分配内存。

Java 堆

上图所示的 eden 区、s0 区、s1 区都属于新生代,tentired 区属于老年代。大部分情况,对象都会首先在 Eden 区域分配,在一次新生代垃圾回收后,如果对象还存活,则会进入 s0 或者 s1,并且对象的年龄还会加 1( Eden 区-> Survivor 区后对象的初始年龄变为 1),当它的年龄增加到一定程度(默认为 15 岁),就会被晋升到老年代中。对象晋升到老年代的年龄阈值,可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设置。

方法区

方法区与 Java 堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于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数据。虽然 Java 虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫做 Non-Heap(非堆),目的应该是与 Java 堆区分开来,方法区也被称为永久代。

方法区和永久代的关系

《Java 虚拟机规范》只是规定了有方法区这么个概念和它的作用,并没有规定如何去实现它。那么,在不同的 JVM 上方法区的实现肯定是不同的了。 方法区和永久代的关系很像 Java 中接口和类的关系,类实现了接口,而永久代就是 HotSpot 虚拟机对虚拟机规范中方法区的一种实现方式。 也就是说,永久代是 HotSpot 的概念,方法区是 Java 虚拟机规范中的定义,是一种规范,而永久代是一种实现,一个是标准一个是实现,其他的虚拟机实现并没有永久代这一说法。

常用参数

JDK1.8 之前,永久代还没被彻底移除的时候,通常通过下面这些参数来调节方法区大小:

代码语言:javascript
复制
-XX:PermSize=N  // 方法区 (永久代) 初始大小
-XX:MaxPermSize=N  // 方法区 (永久代) 最大大小,超过这个值将会抛出 OutOfMemoryError 异常:java.lang.OutOfMemoryError: PermGen

相对而言,垃圾收集行为在这个区域是比较少出现的,但并非数据进入方法区后就“永久存在”了。**

JDK1.8 的时候,方法区(HotSpot 的永久代)被彻底移除了(JDK1.7 就已经开始了),取而代之是元空间,元空间使用的是直接内存。

下面是一些常用参数:

代码语言:javascript
复制
-XX:MetaspaceSize=N  // 设置 Metaspace 的初始(和最小大小)
-XX:MaxMetaspaceSize=N  // 设置 Metaspace 的最大大小

与永久代很大的不同就是,如果不指定大小的话,随着更多类的创建,虚拟机会耗尽所有可用的系统内存。

为什么要将永久代 (PermGen) 替换为元空间 (MetaSpace)

永久代有一个 JVM 本身设置固定大小上限,无法进行调整,而元空间使用的是直接内存,受本机可用内存的限制,并且永远不会得到 java.lang.OutOfMemoryError。你可以使用 -XX:MaxMetaspaceSize 标志设置最大元空间大小,默认值为 unlimited,这意味着它只受系统内存的限制。-XX:MetaspaceSize 调整标志定义元空间的初始大小如果未指定此标志,则 Metaspace 将根据运行时的应用程序需求,动态地重新调整大小。

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分。Class 文件中除了有类版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有常量池信息(用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用)

既然运行时常量池是方法区的一部分,自然受到方法区内存的限制,当常量池无法再申请到内存时,会抛出 OutOfMemoryError 异常。

JDK1.7 及之后版本, JVM 将运行时常量池从方法区中移了出来,在 Java 堆(Heap)中开辟了一块区域用于存放运行时常量池。

运行时常量池

直接内存

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是虚拟机规范中定义的内存区域,但是这部分内存也被频繁地使用,而且也可能导致 OutOfMemoryError 异常出现。

JDK1.4 中新加入的 NIO(New Input/Output) 类,引入了一种基于通道(Channel)缓存区(Buffer) 的 I/O 方式,它可以直接使用 Native 函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在 Java 堆中的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作,在一些场景中能显著提高性能,避免了在 Java 堆和 Native 堆之间来回复制数据

本机直接内存的分配不会收到 Java 堆的限制,但既然是内存,就会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2019.07.25 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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    • 方法区和永久代的关系
      • 常用参数
        • 为什么要将永久代 (PermGen) 替换为元空间 (MetaSpace)
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        • 直接内存
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