Java 虚拟机 内存模型

最近由于工作需要参考了一些文章和书籍研究一下JVM原理和优化，接下来会简单总结一下，希望能够帮助到有需要的人。

内存结构



1、堆(Heap)内存

1) 运行时数据区域，所有类实例和数组的内存均从此处分配。Java虚拟机启动时创建。

2) 组成

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

2、非堆内存

1) JVM具有一个由所有线程共享的方法区。方法区属于非堆内存。它存储每个类结构，如运行时常数池、字段和方法数据，以及方法的代码。它是在Java虚拟机启动时创建的。

2) 除了方法区外，Java虚拟机还需要用于内部处理或优化的内存，这种内存也是非堆内存。例如，JIT编译器需要内存来存储从Java虚拟机代码转换而来的本机代码，从而获得高性能。

组成	详解
Permanent Generation	即图中的Permanent Space 存放JVM自己的反射对象，比如类对象和方法对象、jar包相关meta信息
native heap	JVM内部处理或优化

内存管理

1、分代GC策略

组成	详解
堆(Heap)内存	JVM采用一种分代回收(generational collection)的策略，用较高的频率对年轻的对象(young generation)进行扫描和回收，这种叫做minor collection，而对老对象(old generation)的检查回收频率要低很多，称为major collection。这样就不需要每次GC都将内存中所有对象都检查一遍，以便让出更多的系统资源供应用系统使用。
非堆内存	GC不会在主程序运行期对PermGen Space进行清理，所以如果你的应用中有很多CLASS的话,就很可能出现PermGen Space错误。

2、 内存分配（申请）过程

步骤	操作
1	JVM会试图为相关Java对象在Eden中初始化一块内存区域；
2	当Eden空间足够时，内存申请结束。否则到下一步；
3	JVM试图释放对Eden中所有不活跃的对象minor collection，释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分Eden中活跃对象放入Survivor区；
4	Survivor区被用来作为Eden及OLD的中间交换区域，当OLD区空间足够时，Survivor区的对象会被移到Old区，否则会被保留在Survivor区；
5	当OLD区空间不够时，JVM会在OLD区进行major collection；
6	完全垃圾收集后，若Survivor及OLD区仍然无法存放从Eden复制过来的部分对象，导致JVM无法在Eden区为新对象创建内存区域，则出现"Out of memory错误"

3、对象衰老过程

步骤	操作
1	young generation的内存，由一块Eden和两块Survivor Space构成。新创建对象的内存都分配自eden。两块Survivor Space总有会一块是空闲的，用作copying collection的目标空间。Minor collection的过程就是将eden和在用survivor space中的活对象copy到空闲survivor space中。对象在young generation里经历了一定次数的minor collection后，年纪大了，就会被移到old generation中，称为tenuring。
2	剩余内存空间不足会触发GC，如eden空间不够了就要进行minor collection，old generation空间不够要进行major collection，permanent generation空间不足会引发Full GC。