JVM运行时数据区域

运行时数据区域

1. 程序计数器（PC）：指向下一条字节码指令的地址，线程私有，如果正在执行 Native 方法，则 PC 值为空；
2. 虚拟机栈：存放描述方法调用的数据结构栈帧，包含局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址等信息，一个方法的执行与结束对应着栈帧出入虚拟机栈；
3. 本地方法栈：作用类似于虚拟机栈，为本地方法服务；HotSpot VM 将二者合二为一了；

上面仨都是随着线程的创建而创建；

4. 堆：随着虚拟机的启动而创建，是虚拟机管理的最大的一块内存，也是 GC 主要回收的内存区域，所有线程共享；目的就是存放对象实例，但不是所有的对象都存在堆中；
   • 逃逸分析，一种 JIT 优化技术，可以允许直接在栈上分配对象，减少堆的压力；
5. 方法区：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量池、静态变量、JIT 编译后的代码缓存等数据；
   • 以前也称为“永久代”，是因为 HotSpot 将 GC 扩展到方法区，目的是为了让 GC 覆盖到方法区的回收；
   • JDK 7 中将常量池和静态变量移至堆中；
   • JDK 8 中将剩余内容 (类结构信息等) 移至元空间中；
6. 直接内存：非 JVM 管理的操作系统内存。

• 运行时常量池：包含了编译期间各种字面量和符号引用；
  • 字面量：文本字符串，常量值等；
  • 符号引用：包含类和接口的全限定类名，属性和方法的名称及描述符；
• 类加载后形成的 Class 对象位于堆中，FGC 会清理元空间。

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还原 OOM 异常

除了 PC 以外的上述所有区域都会抛出 OutOfMemoryError ，其中栈比较特殊，当线程申请栈空间失败时抛出 OOM ，当线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度时抛出 StackOverflowError；

测试环境 JDK1.8

• 栈溢出
  • 思路：要么撑大局部变量表，要么撑大栈深度；

/**
 * -Xss128k
 */
public class VMSOF {
    private int stackLength = 1;
 
    public void stackLeak() {
        stackLength++;
        stackLeak();
    }
 
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        VMSOF oom = new VMSOF();
        try {
            oom.stackLeak();
        } catch (Throwable e) {
            System.out.println("stack length:" + oom.stackLength);
            throw e;
        }
    }
}
 

• 常量池溢出
  • 思路：JDK7 之后 常量池移到了堆中，所以要对堆大小进行设置；

/**
 * -Xmx2m
 */
public class MethodAreaOOM {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        int i = 0;
        while (true) {
            list.add(String.valueOf(i++).intern());
        }
    }
}

• 元空间溢出
  • 思路：元空间里主要存放类信息，可以不断创建 Class 对象；

/**
 *-XX:MetaspaceSize=10m
 *-XX:MaxMetaspaceSize=10m
 */
public class MetaSpaceOOMTest {
 
    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
            enhancer.setUseCache(false);
            enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
                @Override
                public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
                    return methodProxy.invokeSuper(o, args);
                }
            });
            enhancer.create();
        }
    }
    
    static class OOMObject {
    }
}

• 堆溢出
  • 思路：一直 new 对象且保持其引用；

/**
 *-Xms10m -Xmx10m
 */
public class HeapOOM {
    static class OOMObject {
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
        while (true) {
            list.add(new OOMObject());
        }
    }
}