JVM内存结构解析

月初的时候个人网站到期了，不想再折腾重新建站了，以后还是来第三方博客写文章吧，可以省去很多问题。之前写的文章也不是很多，备份懒得做了，从头开始吧。博文仅仅是用来记录和学习总结，如有错误之处请帮忙指正！

今天想说说JVM内存结构的问题，说到JVM大家肯定首先想到的是栈和堆。的确，这两块说是JVM内存结构最重要的部分也不为过。先来简单介绍一下吧，

内存结构按照私有和共享划分方式如下：

线程私有：栈区、本地方法栈、程序计数器

线程共享：堆区、方法区

其他不说了，重点说说栈和堆

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栈：

栈的特点就是快。每个线程对应一个栈，每个栈含有1个或多个栈帧，栈帧用来存放方法的局部变量表、操作数栈、动态链接、returnAddress等信息，每运行一个方法就会创建一个栈帧，从方法运行到结束对应着栈帧在栈区里面入栈和出栈的过程。

局部变量表包含两类数据结构，一是八大基本类型，byte short int long float double char boolean; 第二类是reference类型，占用空间是4byte，不管是对象是大是小，操控它仅需要用一个4byte的变量即可，而且可以按需销毁，这足以体现栈堆分离的好处。

栈空间是可以重复利用的，遇到左括号入栈，遇到右括号出栈，我们当系统进行递归调用时，系统会连续多次执行入栈操作，直到最深处才执行出栈操作，这就可能导致栈空间不足，StackOverFlowError异常，因此遇到该异常一般不是对象太大导致的，多是因为不正确递归或栈空间不足以容纳导致。在栈区还可能会遇到OOM异常，当线程过多时或分配空间过小时，如果无法申请到足够内存时，便会报OOM异常（栈区OOM异常的原因暂不确定也为遇见过，只是周志明JVM书中提到栈区OOM异常，上网也未查到）。JVM调优：通过-Xss来控制栈空间大小。

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堆：

堆是JVM内存中最大的一块，是用来为对象和数组元素分配空间的地方，而对象的引用变量和数组引用都是在栈中存放的。“几乎所有的对象都在这里创建”，那么什么情况下对象不在堆中创建呢？随着JIT编译器的发展，在编译期间，如果JIT经逃逸分析后发现对象没有逃逸出方法，那么该对象坑会在栈上分配内存而不是堆，但是也不绝对。测试：为JVM分配足够空间，关闭逃逸分析，创建一百万个User对象，jmap命令发现堆中创建了一百万个对象，开启逃逸分析，发现堆中的对象变成了八万个，也就是说JIT编译器确实会将对象分配在栈里，但并不绝对。

使用逃逸分析，编译器可以针对分析结果做以下优化：

1、同步省略（锁消除优化）：如果一个对象被发现只能被一个线程访问，那么可以不考虑该对象的同步；

2、栈上分配对象；如果一个对象在子程序中被分配，要是指向该对象的指针永远不会逃逸，对象可能会在栈中被分配，而不是在堆中；

3、分离对象或标量替换：有的对象可能不需要连续的内存结构，可以将该对象的部分或全部存储到CPU的寄存器中。

逃逸分析：-XX:+/-DoEscapeAnalysis

关于堆的分代和垃圾收集下次再讲。

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顺带讲一下，参数传递的时候，Java是传值还是传引用？这个问题相信每个程序员都会思考过，也肯定遇到过由此引发的问题。

要说明这个问题，首先要说明两点：一是不要和C语言类比，Java没有指针的概念；二是程序运行永远都是在栈中进行，因而参数传递时涉及到的只会是基本数据类型和引用类型，理论上来说不会涉及到对象本身。而Java中没有指针的概念，因此Java可以说是传值调用，当参数是引用类型时传递的是引用变量的值；但是当进入被调用方法时，被传递的这个引用的值，被程序解释（或者查找）到堆中的对象，这个时候才对应到真正的对象，这个时候如果对其进行修改，修改的并不是引用本身，而是对象的属性，所以对对象的修改会保持。程序参数传递时，被传递的值本身都是不能进行修改的，但是，如果这个值是一个引用，则可以修改这个引用背后的东西。