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【学习笔记】深入理解Java虚拟机学习笔记——第2章 Java内存区域与内存溢出异常

news 来源：原创 2025/7/21 4:19:19

第2章 Java内存区域与内存溢出异常

2.1 概述

略

2.2 运行时数据区域

2.2.1 程序计数器

线程私有，记录执行的字节码位置

2.2.2 Java 虚拟机栈

线程私有，存储一个一个的栈帧，通过栈帧的出入栈来控制方法执行。
-栈帧：对应一个方法，用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。
-局部变量表：方法中的基本类型/引用类型的指针。

2.2.3 本地方法栈

同上，针对于Native方法提供服务。

2.2.4 Java堆（线程共享）

存储对象实例及数组，为方便GC，一般分为新生代（Eden、S0、S1），老年代等。

2.2.5 方法区

线程共享，存储class文件、常量、静态变量、即时编译后的代码缓存。
-class文件：类的版本、字段、方法、接口、常量池表。

2.2.6 运行时常量池

线程共享，存储编译器产生的各种字面量与符号引用。可动态运行时存入，如String类、Integer(1-100)等。

2.2.7 直接内存

NIO类可直接分配堆外内存。

【思考：多个线程共同操作一段内存，不一定必须加锁，可以为单个线程指定某段单独使用的区域，不够了在加锁。】

2.3 HotSpot 虚拟机对象探秘

2.3.1 对象的创建

1>查看相应类是否已加载、解析、初始化过，若无则加载
2>分配内存（一个对象占用的内存大小是一开始便确定的）
3>初始化为初始值(对象为null，数字为零值等)
4>设置对象头信息，GC分代及偏向锁等
5>为各字段赋值

2.3.2 对象的内存布局

1>对象头：指向类型指针、hashcode、锁信息等
2>对象字段内容
3>对齐填充：对象地址七点必须为8字节的倍数

2.3.3 对象的访问定位

1>句柄访问：对象引用指向堆中的句柄池，句柄池存储对象实际引用及class数据指针
好处：GC时压缩后，只修改句柄值，不必改对象引用
2.直接引用：对象引用指针指向对象实际存储地址，对象头中存储class指针
好处：只使用对象本身时只访问一次，速度快

2.4 实战：OutOfMemoryError异常

2.4.1 Java堆溢出

1>内存溢出：有用的对象存不下了
2>内存泄露：没用的对象GC时回收不了

2.4.2 虚拟机栈和本地方法栈溢出

1>线程请求调用过深，抛出StackOverflowError
2>允许动态扩展内存时，申请不到，抛出OutOfMemoryError
无论栈帧太大或栈帧过多，这里都是stackOverflowError，只有当栈大小动态扩容失败时，才报OOM。
【当线程创建时会赋予栈内存与本地方法栈内存，若创建的线程过多，可能出现系统内存不够报出OOM异常。此时可以通过减小栈内存来支持更多的线程被创建。】

2.4.3 方法区和运行时常量池溢出

-JDK6之后常量池移入Java堆中，intern方法第一次遇到的字符串直接放入Java堆的常量池中，不需要进行复制
-JDK6之后不会因为常量池过大导致方法区溢出

2.4.4 本机直接内存溢出

直接申请系统内存，而不是JVM内存，一般多见于NIO的使用。
特征：
1>Dump文件很小
2>无明显异常
3>用了NIO
4>异常堆栈发现了Vnsafe关键字