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第八章 JVM内存管理
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8.3 Java中内存使用组件
8.3.1 Java堆
Java堆是用来存储Java对象的内存区域，堆的大小在JVM启动时就一次向操作系统申请完成，通过-Xmx | -Xms两个选项控制大小。一旦分配完成那么堆的大小就固定，不能在内存不够时再向操作系统重新申请。不能在内存空闲时将多余的空间交还给操作系统。
-Xmx 表示堆的最大大小
-Xms 表示初始大小
提示：Java堆内存空间的管理由JVM控制，对象创建由Java应用程序控制，但是对象所占的空间释放由管理堆内存的垃圾收集器完成。
8.3.2 线程
JVM运行实际程序的实体是线程，线程需要内存空间存储一些必要的数据。每个线程创建时，JVM都会3为它创建一个堆栈。堆栈的大小由不同的JVM实现而不同。
8.3.3 类和类加载器
8.3.4 NIO
NIO类库，新加一种基于通道和缓冲区来执行I/O的新方式。就如同Java堆上的内存支持I/O缓冲区一样，NIO使用java.nio.ByteBuffer.allocateDirect()方法分配内存。
ByteBuffer.allocateDirect()分配的内存使用的是本机内存而不是Java堆上的内存。
8.3.5 JNI
JNI技术使得本机代码可以调用Java方法，也就是通常所说的native memory。在实际上Java运行时也依赖于JNI代码来实现类库功能，如：文件操作、网络IO操作或其它系统调用。
8.4 JVM内存结构
在Java虚拟机规范中将Java运行时数据划分为6种。
1. PC寄存器数据
PC寄存器严格来说是一个数据结构，它用于保存当前正常执行的程序的内存地址。
2. Java栈
Java栈总是与线程关联起来的，每当创建一个线程时，JVM就会给这个线程创建一个对应的Java栈，这个Java栈中又会含有多个栈帧，这些栈帧是与每个方法关联起来的，每运行一个方法就创建一个栈帧，每个栈帧都包含一些内部变量（在方法内定义的变量），操作栈和方法返回值等信息。
3. 堆
堆是存储Java对象的地方，它是JVM管理Java对象的核心存储区域。
注意：堆是被Java线程所共享的，所以对它的访问需要注意同步问题，方法和对应的属性都需要保证一致性。
4. 方法区
Java方法区是用作存储类结构信息的地方，如：常量池、域、方法数据、方法体、构造函数。
方法区又是堆中的一部分，是永久区。
5. 本地方法栈
本地方法栈是为JVM运行Native方法准备的空间，与Java栈的作用类似。
6. 运行时常量池
8.5 JVM内存分配策略
8.5.1 通常内存分配策略
1. 静态内存分配
表示程序在编译时能够确定每个数据在运行时刻的存储空间需求，所以在编译时能够为它们分配固定的内存空间。
2. 栈内存分配
该内存分配又称动态内存分配，是类似于堆栈的运行栈实现。程序对数据区的需求在编译时未知，在运行时知道，在规定运行时进入程序模块时，必须知道程序模块所需的数据区大小才能为其分配内存。
3. 堆内存分配
程序真正运行到相应代码时才会知道空间大小，这时候就需要堆内存分配策略。
8.5.2 Java内存分配
JVM内存分配主要基于两种，堆和栈。
Java栈的分配是与线程绑定在一起，在创建一个线程时，JVM会给该线程创建一个新的Java栈。在线程激活一个Java方法时，JVM就在线程的Java堆栈中新压入一个帧。帧存放当前方法在执行期间的参数、局部变量等。
栈中主要存放一些基本变量数据和对象句柄（引用）。
8.6 Java内存回收机制
8.6.1 静态内存分配与回收
由前面知道的静态内存分配，我们知道在静态内存空间是在Java栈上分配的，当这个方法运行结束时，对应的栈帧也就撤销，所以分配的静态内存空间也就回收了。
8.6.2 动态内存分配与回收
动态内存回收与垃圾回收机制有关。
8.7 内存问题分析
8.7.1 GC日志分析
GC日志输出如下参数：
1. -verbose:gc 辅助输出详细的GC信息
2. -XX:+PrintGCDetails 输出GC的详细信息
3. -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime 输出GC造成应用程序暂停的时间
4. -XX:+PrintGCDateStamps GC发生的时间信息
5. -XX:+PrintHeapAtGC 在GC前后输出堆中各个区域的大小
6. -Xloggc:[file] 将GC信息输出到单独的文件中
