一、自动内存管理：

JVM运行时数据区图

1、程序计数器：
占用较小的空间，可以看作当前线程所执行字节码的行号指示器。分支，循环，跳转和异常处理都通过程序计数器来完成。
线程切换时恢复到字节码执行位置也依赖程序计数器，每个线程都有自己的程序计数器。

2、Java虚拟机栈
Java虚拟机栈是线程私有的，描述的是Java方法执行的内存模型。每个方法在执行时都会创建栈帧，用于存储操作数栈，局部变量表，动态链接和方法出口等信息；每个方法的从调用到执行完成，对应着一个栈帧的入栈到出栈的过程。
局部变量表存储基本的数据类型和引用类型，一般在编译时确认大小，在方法执行中不会改变局部变量表的大小；

3、本地方法栈
为虚拟机用到的本地方法服务。
4、Java堆
在虚拟机启动时创建，存放对象的实例，是线程共享区域。根据分代垃圾收集算法，还分为新生代和老年代。
5、方法区
用于存储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。对HotSpot虚拟机来讲，也称为永久代(PerGen)。
运行时常量池属于方法区的一部分，Class文件除了描述类版本，字段，方法等外，还有常量池部分，用于存储编译时期生成的字面量或版本号引用。
常量池可以在代码运行时加入，比如String类intern()方法。
6、直接内存
直接内存（Direct Memory）不是运行时数据区的一部分，也不是JVM规范的中的定义内存。
在NIO中的基于通道和缓冲区的IO方式，它直接使用Native函数分配堆外内存，然后通过存储在Java堆中的DirectBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。

二、对象创建访问

1、对象的创建（Hotspot虚拟机）
对象创建过程：
new指令->常量池中定位类的符号引用->类是否加载、解析、初始化->为对象在堆上分配内存->执行方法
对象的内存布局：
对象头(Header):运行时数据（Hashcode、GC分代年龄、锁状态标识、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳）
32/64位

实例数据(instance data):
程序定义的各类型的数据内容。
对齐填充(Padding):
对象的大小必须是8位的整数倍，不足则补齐；

2、对象的访问：
方法一、垃圾回收时只改变句柄中的实例数据指针

方法二、速度快，Hotspot虚拟机使用。

三、OutOfMemoryError：

1、堆溢出：
运行下列代码：

*

 * VMArgs -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=e:\java\dump
 * @author weining
   *
    */
   public class HeadOOM {
    static class OOMObject{

 }

 public static void main(String[] args){
  List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
  while(true){
   list.add(new OOMObject());
  }
 }
}

输出了以下错误：

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to java_pid2408.hprof ...
Heap dump file created [10875924 bytes in 0.297 secs]
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
 at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2760)
 at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:2734)
 at java.util.ArrayList.ensureCapacity(ArrayList.java:167)
 at java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:351)
 at oom.HeadOOM.main(HeadOOM.java:21)

使用Eclipse Memory Analyzer工具分析dump文件
MAT的地址为：http://www.eclipse.org/mat/downloads.php
eclipse插件升级地址为：http://download.eclipse.org/mat/1.5/update-site/

2 、虚拟机栈溢出

/**

 * VM ARGS:-Xss128k
 * @author weining
   *
    */
   public class JavaVMStackSOF {
    private int stackLength = 1;

 public void stackLeak(){
  stackLength++;
  stackLeak();
 }
 public static void main(String[] args) throws Throwable {
  JavaVMStackSOF oom = new JavaVMStackSOF();
  try{
   oom.stackLeak();
  }catch(Throwable e){
   System.out.println("stack length=" + oom.stackLength);
   throw e;
  }

 }
}

运行后：

stack length=21824
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
 at oom.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:14)
 at oom.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:14)
 at oom.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:14)
 at oom.JavaVMStackSOF.stackLeak(JavaVMStackSOF.java:14)

3、方法区和运行时常量池溢出
1）、常量池溢出
代码：

/**

 * VM Args:-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10m
 * @author weining
   *
    */
   public class RuntimeConstantPoolOOM {
    public static void main(String[] args) {
     List<String> list = new ArrayList<String>();
     int i = 0;
     while(true){
   list.add(String.valueOf(i++).intern());
     }
    }
   }
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运行后：

```java
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
 at java.lang.String.intern(Native Method)
 at oom.RuntimeConstantPoolOOM.main(RuntimeConstantPoolOOM.java:18)


2）、方法区溢出
加载过多的类信息，常见spring框架，JSP编译等。

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/**

 * VM Args:-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10m
 * @author weining
   *
    */
   public class JavaMethodAreaOOM {
    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 obj, Method method,
  Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
 return proxy.invokeSuper(obj, args);
}

   });
   enhancer.create();
  }
 }

 static class OOMObject{

 }
}


运行时出现：

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Exception in thread "main" net.sf.cglib.core.CodeGenerationException: java.lang.reflect.InvocationTargetException-->null
 at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:237)
 at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java:377)
 at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.create(Enhancer.java:285)
 at oom.JavaMethodAreaOOM.main(JavaMethodAreaOOM.java:31)
Caused by: java.lang.reflect.InvocationTargetException
 at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1.invoke(Unknown Source)
 at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:25)
 at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:597)
 at net.sf.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java:384)
 at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:219)
 ... 3 more
Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
 at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
 at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:631)
 at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:615)
 ... 8 more


4、直接内存溢出
通过-XX:MaxDirectMemorySize指定，否则=-Xmx
NIO代码中出现，dump文件较小。

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/**
 *VM Args:-Xmx20m -XX:MaxDirectMemorySize=10m

 * @author weining
   *
    */
   public class DirectMemoryOOM {
    private static final int _1MB = 1024*1024;

 public static void main(String[] args) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
  Field unsafeField = Unsafe.class.getDeclaredFields()[0];
  unsafeField.setAccessible(true);
  Unsafe unsafe = (Unsafe)unsafeField.get(null);
  while(true){
   unsafe.allocateMemory(_1MB);
  }

 }
}


运行后：

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Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError
 at sun.misc.Unsafe.allocateMemory(Native Method)
 at oom.DirectMemoryOOM.main(DirectMemoryOOM.java:21)

vinin note

JVM-自动内存管理

一、自动内存管理：

二、对象创建访问

三、OutOfMemoryError：