JVM 内存模型详解：从堆栈到元空间

JVM 内存模型详解 JVM（Java Virtual Machine）是 Java 程序运行的基石，理解它的内存模型是排查 OOM、调优 GC 的前提。 一、运行时数据区 JVM 在运行程序时会把内存划分为以下几个区域： 1. 程序计数器（PC Register） 一块较小的内存空间， 记录当前线程正在执行的字节码行号 。 线程私有 唯一不会发生 OOM 的区域 2. 虚拟机栈（VM Stack） 描述 Java 方法执行的内存模型。每个方法执行时都会创建一个 栈帧 ： 栈帧包含： 局部变量表 ：存放方法参数和方法内定义的变量 操作数栈 ：存放计算过程中的中间结果 动态链接 ：指向运行时常量池的方法引用 方法出口 ：方法返回的地址 3. 本地方法栈 为 Native 方法服务的栈区，与虚拟机栈作用类似。 4. 堆（Heap） 所有线程共享 ，存放对象实例，是 GC 的主战场。 现代 JVM 将堆划分为： 新生代 ：Eden + Survivor 0 + Survivor 1（8:1:1） 老年代 ：长期存活的对象 5. 方法区（元空间） 存储 类信息、常量、静态变量、JIT 编译后的代码 。 JDK 8 之后，方法区的实现从永久代（PermGen）改为 元空间（Metaspace） ，使用本地内存，避免了永久代 OOM 的问题。 二、对象创建过程 当执行 时，JVM 内部发生的事情： 1. 类加载检查 ：检查 User 类是否已加载、解析、初始化 2. 分配内存 ：在堆中划出固定大小的内存 指针碰撞（内存规整时） 空闲列表（内存碎片时） 3. 内存空间初始化 ：清零操作 4. 对象头设置 ：设置哈希码、GC 分代年龄、锁状态 5. 执行 方法 ：调用构造函数 三、GC 工作原理 判断对象是否存活 引用计数法 （已淘汰）：循环引用问题 可达性分析 （主流）：从 GC Roots 出发是否能到达 GC Roots 包括： 虚拟机栈中的局部变量 方法区的类静态属性 方法区的常量 本地方法栈的 JNI 引用 垃圾收集算法 | 算法 | 描述 | 适用场景 | | | | | | 标记 清除 | 标记存活，清除其他 | 老年代 | | 标记 整理 | 清除后整理碎片 | 老年代 | | 复制算法 | 两块区域来回复制 | 新生代 | | 分代收集 | 综合以上算法 | 现代 JVM | 四、实战：OOM 排查 报错 ： 排查思路 ： 1. 添加 JVM 参数： 2. 使用 MAT / VisualVM 分析堆转储文件 3. 定位大对象，优化代码逻辑 五、小结 | 区域 | 私有/共享 | 存储内容 | 异常 | | | | | | | 程序计数器 | 私有 | 字节码行号 | 不会 OOM | | 虚拟机栈 | 私有 | 栈帧 | StackOverflowError / OOM | | 本地方法栈 | 私有 | Native 方法 | OOM | | 堆 | 共享 | 对象实例 | OOM | | 方法区 | 共享 | 类信息、常量 | OOM | 小宇宙提示：掌握 JVM 内存模型，是写出高性能、高可用 Java 应用的前提。