Java内存泄漏定位

Java虚拟机内存分为五个区域：方法区，堆，虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器。其中方法区和堆是java虚拟机共享的内存区域，虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器是线程私有的。

程序计数器（Program Counter Register）：
当前线程执行字节码的行号指示器。通过改变这个指示器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。这个内存区域是Java虚拟机唯一一个没有定义OutOfMemeryError情况的区域。

Java虚拟机栈（Java Visual Machine Stacks）：
虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法执行是都会创建栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量，操作栈，方法信息，动态链接，方法出口等信息。
在java虚拟机规范中，对于这两个区域规定了两种情况的异常：1）如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度将会抛出StackOverFlowError异常， 2）Java虚拟机可以动态扩展，当无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemeryError

本地方法栈（Native Method Stacks）
本地方法栈与Java虚拟机栈非常类似，其区别是Java虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈是虚拟机使用到的Native方法服务。
所以本地方法栈也可能出现两种与Java虚拟机栈相同的异常。

Java堆（Java Heap）
Java堆是Java虚拟机管理的最大的一块内存区域，java堆是被所有Java线程共享的，在Java虚拟机启动时创建，此内存的唯一目的就是存放对象实例。几乎所有的对象实例都要分配在堆中。（随着JIT编译器的发展，逃逸分析技术的逐渐成熟，栈上分配，标量替换等优化技术，使得部分对象不再分配在堆上。）
Java堆的大小通过 -Xmx和-Xms两个参数控制。但是当堆的内存再无法扩展时，就会出现OutOfMemeryError。

方法区（Method Area）
方法区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，他用于存储类信息，常量，静态变量以及及时编译后的代码等数据。当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemeryError.

说了Java虚拟机中分为五个区域，并且也知道了在Java程序计数器区域不会出现OOM（OutOfMemeryError），那么下面就对除了程序计数器以外的四个区域出现OOM的原理以及解决方式进行讲解

1.Java虚拟机栈与本地方法栈

栈的大小控制参数时 -Xss。

Java虚拟机在栈中定义了两种异常，StrackOverFlowError和OutOfMemeryError。当请求栈的深度大于java虚拟机所允许的最大深度则抛出StrackOverFlowError；如果Java虚拟机在栈扩展时，没有申请到足够的空间时，则抛出OutOfMemeryError。

StrackOverFlowError：Java虚拟机在运行中，调用方法时，都要创建栈帧，当栈的空间不够时就会产生StrackOverFlowError。那么对应的解决方法就只能是调节-Xss参数，或者减少方法的调用，减小栈帧的大小两种方式。

OutOfMemeryError：在栈上出现OOM一般是多线程的情形。首先咋们解析一下栈使用的空间可以有多大，拿32位操作系统来举例， 最大内存2G - Xmx（最大堆容量）- MaxPermSize（最大方法区容量）- 虚拟机本身耗费的内存和程序计数器使用的内存。 剩下的内存就是栈可以使用的空间，当Xss配置的参数一定时，那么在不断的创建线程过程中，遇到不能申请到栈空间的时候就会抛出OOM，那么对应的解决方式就是，调节-Xss参数降低栈大小，或者调节-Xmx以及MaxPermSize的大小扩大留给栈的空间。

2.方法区内存溢出

方法区的大小通过-PermSize和-MaxPermSize控制。

因为类常量和运行时常量也存储在方法区中，所以运行时常量过多也可导致方法区的OOM，但是没有直接控制常量池大小的参数，只能通过-PermSize和-MaxPermSize来间接控制。

在Spring以及Hibernate，Mybatis中都会使用GeneratedConstructorAccessor、动态代理以及CGLib字节码增强技术的等动态生成类，那么就需要强大的方法区来支撑。

3.堆内存的溢出

堆内存的溢出比较复杂，需要调节GC等多种参数，我们在后面的章节中会进行讲解。

在上一节中Java 出现内存溢出的定位以及解决方式   中对于Java虚拟机栈以及方法区的内存出现的异常以及处理方式进行了解析，因为Java虚拟机对于堆的管理十分复杂，而且Java虚拟机中最主要的内存区域，所以单独提出一节进行分析。

先来解释一下对象存活？？

什么样的对象是已经死了的对象，需要垃圾回收器进行回收，这个概念至关重要，因为它影响到垃圾回收器对于哪一个对象进行回收。可以从GCRoot访问到的对象是存活的对象，那么以外的对象就是已死的对象。

GCRoot：包括四种 1）Java虚拟机栈中存放的reference指针指向的对象   2）本地方法栈中reference指向的对象  3）方法区中的常量引用对象 4）方法区中静态类属性引用的对象

GC 垃圾回收器

垃圾回收器采用的是标记-清除-整理算法回收内存。

Minor GC和Full GC，Minor GC是对年轻代回收的过程， Full GC 是对整个堆以及方法区进行回收的过程。

分代收集，在Java虚拟机中对于堆的内存区域进行再划分为，Young Generation（年轻代）和Old Generation（老代）

年轻代用于存储年龄没有达到-XX:PretenureSizeThreshold的对象，老代用于存储年龄超过了-XX:PretenureSizeThreshold的对象。

然后对于年轻代再进行细分，Eden Space， From Space， ToSpace三个内存区域，这三个内存区域的大小由-XX:SurivorRadio来定义。在进行Minor GC的时候，会将Eden Space和From Space中存活的对象Copy到ToSpace中，并将超过年龄的对象Copy到老代，当老代空间不足时，启动Full GC。

（上面概念只是进行了简单的描述，在JVM实际运行过程中要复杂的多，不过大概原理是这样的）。

了解了上面基本概念之后，看下面的垃圾回收器就比较简单了。垃圾回收器总共分为七种：Serial收集器与Serial Old 收集器，Parallel Scavenge 收集器与Parallel Old，ParNew收集器,CMS收集器，G1(Garbage First)收集器。

1.Serial收集器与Serial Old 收集器，分别用于收集年轻代和老年代内存区域，Serial是单线程的垃圾收集器，在运行过程中需要暂停所有的Java线程。

2.ParNew收集器实际上就是Serial收集器的多线程版本（针对于年轻代）。

3.Parallel Scavenge 收集器与Parallel Old： 是并行的多线程垃圾处理器，可以规定最大垃圾收集停顿时间-XX:MaxGCPauseMillis以及设置吞吐量大小-XX:GCTimeRadio.

4.CMS 收集器（Concurrent Mark Sweep）: 是针对于老年代的多线程并发执行的垃圾回收器。以获取最短回收停顿时间为目标的收集器（主要用于B/S架构的服务器上）

5. G1(Garbage First)收集器: 是最新的垃圾回收器，适合于（JDK1.6_update14）以上的JVM；G1将整个Java堆（包括新生代和老年代）划分为多个固定大小的独立区域，并且跟踪这些区域里面的垃圾堆积程度，在后台维护一个垃圾优先列表，每次根据允许收集的时间，优先回收垃圾最多的区域。

总之，要想获得最大吞吐量的服务类型就采用Parallel Scavenge 收集器与Parallel Old收集器组合。要实现实时系统最好采用CMS 收集器（Concurrent Mark Sweep）。不过客户端由于比较小，还是使用Serial比较好。