5-1JVM内存区域

一、核心内存区域划分

JVM内存区域主要分为以下五大模块，各区域分工明确，共同支撑Java程序的运行：

​1. 程序计数器（Program Counter Register）​
​作用：记录当前线程执行字节码指令的地址（类似于“书签”），确保线程切换后能恢复执行位置。
​特点：
线程私有，每个线程独立存储。
唯一不会发生内存溢出（OutOfMemoryError）的区域。
执行Java方法时记录指令地址，执行Native方法时值为空。
​2. 虚拟机栈（JVM Stack）​
​作用：存储方法调用的栈帧（Frame），每个栈帧包含局部变量表、操作数栈、动态链接和方法出口信息。
​特点：
线程私有，每个线程对应一个栈。
​可能抛出异常：
​StackOverflowError：递归调用过深或方法嵌套层级过多（如无限循环调用）。
​OutOfMemoryError：线程数过多导致栈内存耗尽。
通过参数 -Xss 设置栈大小（默认1MB）。
​3. 本地方法栈（Native Method Stack）​
​作用：支持Native方法（如C/C++实现的系统调用）的执行，结构与虚拟机栈类似。
​特点：
线程私有，HotSpot虚拟机中与虚拟机栈合并实现。
​4. 堆（Heap）​
​作用：存储所有对象实例及数组，是垃圾回收（GC）的主要区域。
​结构：
​新生代（Young Generation）​：包含Eden区（新对象分配区）和两个Survivor区（S0/S1，用于Minor GC后存活对象的暂存）。
​老年代（Old Generation）​：存放长期存活的对象（如经过多次GC仍存活的对象）。
​特点：
线程共享，通过 -Xms（初始堆大小）和 -Xmx（最大堆大小）配置。
​常见问题：OutOfMemoryError（对象过多或内存泄漏）。
​5. 方法区（Method Area）/元空间（Metaspace）​
​作用：存储类信息（如类名、方法代码）、常量、静态变量、运行时常量池等。
​演变：
​Java 8前：称为“永久代（PermGen）”，通过 -XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize 配置。
​Java 8及以后：改为元空间（Metaspace），使用本地内存，通过 -XX:MetaspaceSize 配置。
​可能抛出异常：OutOfMemoryError: Metaspace（类加载过多或动态代理滥用）

二、内存区域扩展说明

​1. 直接内存（Direct Memory）​
​作用：NIO的DirectBuffer使用的非堆内存，通过 -XX:MaxDirectMemorySize 控制大小。
​特点：可能因未释放导致内存溢出，需手动管理或依赖GC。
​2. 线程共享与私有区域
​共享区域：堆、方法区/元空间。
​私有区域：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。
​三、内存分配与调优实践
​对象分配流程：

​TLAB（线程本地分配缓冲区）​：优先在Eden区分配，减少锁竞争。
​晋升老年代条件：对象年龄阈值（默认15次Minor GC存活）或大对象直接分配。
​调优建议：

​堆大小设置：根据应用负载调整 -Xms 和 -Xmx，避免频繁Full GC。
​栈深度控制：避免过深递归或过多线程。
​元空间监控：动态类加载场景需关注Metaspace增长。
​四、常见问题示例
​内存溢出场景：

​堆溢出：循环创建未释放的大对象（如 List.add(new Object())）。
​栈溢出：无限递归调用方法。
​线程安全问题：

​虚拟机栈：局部变量是线程私有的，不存在共享问题；但若对象引用逃逸到堆中，可能引发线程安全问题。