JVM内存模型及参数调优

Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区：

• 程序计数器

　　程序计数器是一块较小的内存空间，它的作用可以看作是当前线程所执行字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里(仅是概念模型，各种虚拟机可能会通过一些更高效的方式去实现)，字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都是依赖这个计数器来完成。

　　由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器(对于多核处理器来说是一个内核)只会执行一个线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每个线程都需要有一个独立的程序计数器，各个线程之间的计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。

　　如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码执行的地址；如果正在执行的是一个Native方法，这个计数器值则为空。此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMenoryError情况的区域。

• Java虚拟机栈

　　与程序计数器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧从虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

　　局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型(byte、shot、int、long、char、boolean、float、double)、对象引用(reference类型，它不等同于对象本身，根据不同的虚拟机实现，它可能是一个执行对象起始地址的引用指针，也可能指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置)和rerturn address类型(指向了一条字节码指令的地址)。

　　其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间，其余的数据类型只占用1个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

　　在Java虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常情况：

　　如果线程请求的栈深度虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverFlowError异常；

　　如果虚拟机栈可以动态扩展(当前大部分的虚拟机都可以动态扩展，只不过Java虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机栈)，当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

• 本地方法栈

　　本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。

• 方法区

　　方法区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。

　　很多人把方法区成为“永久代”，本质上两者并不等价，仅仅是因为HotSpot虚拟机的设计团队选择把GC分代收集扩展至方法区，或者说使用永久代实现方法区而已。对于其他虚拟机来说不存在永久代的概念。

• 运行时常量池

　　运行时常量池是方法区的一部分。

1. Java堆