内存管理

clipboard.png
820406-20160326200119386-756216654.png.jpeg

内存溢出 out of memory，是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现out of memory；
内存泄露 memory leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存,迟早会被占光。
memory leak会最终会导致out of memory！

1.虚拟机栈：每个线程有一个私有的栈，随着线程的创建而创建。栈里面存着的是一种叫“栈帧”的东西，每个方法会创建一个栈帧，栈帧中存放了局部变量表（基本数据类型和对象引用）、操作数栈、方法出口等信息。栈的大小可以固定也可以动态扩展。当栈调用深度大于JVM所允许的范围，会抛出StackOverflowError的错误，不过这个深度范围不是一个恒定的值。
2.本地方法栈：这部分主要与虚拟机用到的 Native 方法相关，一般情况下， Java 应用程序员并不需要关心这部分的内容。直接调用虚拟机的C方法，
3.PC 寄存器：也叫程序计数器。JVM支持多个线程同时运行，每个线程都有自己的程序计数器。倘若当前执行的是 JVM 的方法，则该寄存器中保存当前执行指令的地址；倘若执行的是native 方法，则PC寄存器中为空。
4.堆内存是 JVM 所有线程共享的部分，在虚拟机启动的时候就已经创建。所有的对象和数组都在堆上进行分配。这部分空间可通过 GC 进行回收。当申请不到空间时会抛出 OutOfMemoryError。存放对象实例。数组值 -Xms -Xmx 配置最大最小。当堆内存小于配置的40%时jvm会增加到-xmx，当空余空间大于70%时降低到-xms大小最好设置成一样防止频繁调整
5.方法区：也是所有线程共享。主要用于存储类的信息、常量池、方法数据、方法代码等。方法区逻辑上属于堆的一部分，但是为了与堆进行区分，通常又叫“非堆”。 关于方法区内存溢出的问题会在下文中详细探讨。存放要加载的类信息（名称，修饰符）。静态变量，final常量，方法信息。方法区又叫做non-static非堆，永久代或者metaspace。显式的String常量放在常池，String对象放在堆中。通过Class.forName获得的类信息都是从方法区读取的也叫PermanetGeneration，1.7之后的字符串常量池已经开始使用native memory 方法区的概念被淡化。
常量池：运行时常量池是方法区的一部分， Class文件中除了有类的版本，字段，方法，接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存在运行时常量池中。
默认最小16，最大64MB OutOfMemory
直接内存，也叫堆外内存，不在堆的内存大小控制内，通过Native函数库直接分配堆外内存，使用堆内存中的一个DirectByteBuffer引用尽心操作，堆外也会出现内存溢出的情况

堆内存管理

指针碰撞：内存分配算法，如果java堆中内存是绝对规整的，会在已用内存和空闲内存中间放一个指针来标示，使用serial，parnew等带compact过程的收集器使用指针碰撞。
空闲列表相反的如果不规整，虚拟机会维护一个列表记录哪些内存块是可用的，在分配的时候在列表中找到一块足够大的区域划分给对象并做记录，cms这种基于mark-sweep算法的收集器使用空闲列表
Thread Local Allocation Buffer: 并发情况下内存分配也是有问题的，假如对象A正在分配空间，指针还未修改，对象B又同事来分配内存。TLAB空间为每个线程分配内存，只有tlab用完并分配新的tlab时才会同步锁定。
分代管理堆内存：
新生代：大多数新创建的对象都放在新生代，-Xmn指定新生代大小默认s0和s1各站1/10新生代大小。-XX:ServivorRatio调整Eden和so,s1的大小
旧生代：存放经过多次GC后仍然存活的对象。如缓存对象，新建的对象也可能直接在旧生代创建
-XX:PretenureSizeThreshold=1024字节当对象超过这个时则在旧生代创建对象、
本地方法栈:支持native方法的执行，存储每个native方法调用状态，和jvm方法栈时同一个、
PC寄存器和JVM方法栈：
线程创建后都会创建程序计数器PC(program counter可能)和栈，PC存放了下一条要执行的指令在方法内的偏移量，栈中存放了栈帧（stackFRAME），栈帧主要分局部变量区和操作数栈。局部变量区存放局部变量和方法参数，操作数栈存在方法执行过程中产生的中间结果。
jvm方法栈线程私有内存分配高效。通过-xss指定 stackOverFlow

内存分配：

java对象占用的内存都要在堆上进行分配。因此在堆配空间需要加锁，效率缓慢，当堆空间不足时会触发GC。仍不足时报OutOfMemmory
jvm为每个新创建的线程在新生代的Eden里分配了一个占EdenSpace 1%大小（-XX：TLABWasteTargetPercent指定大小）空间的TLAB（ThreadLocalAllocationBuffer）空间。在TLAB上不需要加锁效率高，如果TLAB空间用完则仍然在堆创建对象，所有写代码时创建多个小对象分配内存会更高效。-XX:PirintTLAB查看使用情况。
内存回收:

根集合：

当前运行线程栈上引用的对象，常量和静态变量。传到本地方法中还没有被本地方法释放的对象引用。
1、虚拟机栈(栈帧中的本地变量)中引用的对象。
2、方法区中类静态属性引用的对象。
3、方法区中常量引用的对象。
4、本地方法栈中JNI(Native方法)引用的对象。

收集器

复制：从根集合找到所有存活的对象，复制到一块完全未使用的内存上。高效但占内存且对象要移动。
标记清除（Marking-Sweep） ：对存活的对象进行标记再扫描清除未标记的对象，对象不会移动。存活对象较多时较高效。但是会产生内存碎片

clipboard1.png

新生代的GC
采用Coping算法。s0.s1负责coping切换。也叫ToSpace和FromSpace
串行gc：copying算法。client级别cpu核数小于2内存小于2g或32位系统
-XX:UseSerialGc强制指定
并行回收GC(ParallelScavage)
并行回收会根据新生代gc的频率消耗时间动态调整Eden,s0,s1的大小-XX:UseAdaptiveSizePolicy来固定大小
PSgc不是根据-xxPretenureSizeThreshold来决定是否在旧生代创建对象的。而是当内存需要的对象大于等于EdenSpace的一半时直接在旧生代创建、
-XX:UserParallelGC强制指定。并行的线程数为当cpu核数小于8.线程数等于核心数。大于时3+（核心数*5）/8 也可通过-XX：ParellalGCThreads=4指定
并行GC(ParNew)
并行在分配eden。s0,s1时和串行方式一样
采用CMS算法
旧生代和持久带的GC
串行:msc方式
1从跟集合对对象进行标识2.遍历整个旧生代和持久代回收未标识的，3.向左滑动内存
串行需要暂停应用。client级别
并行 采用Mark-compact将空间划分为并行线程个数个区域（region) 通常旧生代左边是活跃对象，gc时从左向右找到第一个需要压缩的region 这个region的左侧都不回收。对右侧按空间决定回收并压缩到那一块region
并发gc concurrent
fullGc
对整个堆进行gc包括新生代
旧生代空间不足时触发PermanetGeneration满 持久区（方法区）
java1.8之后该区不存在变成MetaDataSpace 使用的是本地内存-XX:MetaDataSpace指定大小，GC -xx:MinMetadataSpaceFreeRatio -xx:MaxMetadataSpaceFreeRatio
jvm-xx:printGC
jconsole
jvsisualvm
jmap
jmap -dump:format=b,file=heap.bin <pid>
jstate
jstack