java內(nèi)存管理與內(nèi)存溢出異常的示例分析

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說(shuō)到內(nèi)存管理，筆者這里想先比較一下java與C、C++之間的區(qū)別：

在C、C++中，內(nèi)存管理是由程序員負(fù)責(zé)的，也就是說(shuō)程序員既要完成繁重的代碼編寫(xiě)工作又要時(shí)?？紤]到系統(tǒng)內(nèi)存的維護(hù)

在java中，程序員無(wú)需考慮內(nèi)存的控制和維護(hù)，而是交由JVM自動(dòng)管理，這樣就不容易出現(xiàn)內(nèi)存泄漏和溢出的問(wèn)題。然而，一旦出現(xiàn)內(nèi)存泄漏和溢出方面的問(wèn)題，如果不了解JVM的內(nèi)存管理機(jī)制就很難找到錯(cuò)誤所在。

1.JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

JVM在運(yùn)行java程序的時(shí)候會(huì)將它所管理的內(nèi)存劃分為若干個(gè)不同的區(qū)域，這些區(qū)域不僅有自己的用途，還有創(chuàng)建和銷(xiāo)毀的時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)包含以下幾個(gè)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)：

其中的橙色區(qū)域是各個(gè)線程私有的，即每個(gè)線程都會(huì)有自己的一份，而綠色區(qū)域是各個(gè)線程共享的。

2.java對(duì)象的創(chuàng)建

類(lèi)加載檢查

當(dāng)JVM掃描到new關(guān)鍵字時(shí)，首先會(huì)去檢查這個(gè)指令的參數(shù)是否能夠在常量池中定位到一個(gè)類(lèi)的符號(hào)引用，并且檢查這個(gè)類(lèi)的符號(hào)引用代表的類(lèi)是否已被加載、解析和初始化過(guò)。如果沒(méi)有，就必須先執(zhí)行相應(yīng)的類(lèi)加載過(guò)程。

內(nèi)存分配

當(dāng)類(lèi)加載檢查通過(guò)后，JVM需要為新生對(duì)象分配內(nèi)存，即是把一塊確定大小的內(nèi)存從java堆中劃分出來(lái)。常用的劃分方法有兩種：指針碰撞（要求堆內(nèi)存絕對(duì)規(guī)整）、空閑列表（堆內(nèi)存并不規(guī)整）。

內(nèi)存初始化

JVM需要將分配到的內(nèi)存空間都初始化為零值（不包括對(duì)象頭），這就保證了對(duì)象的實(shí)例字段在java代碼中可以不賦初始值就直接使用，也就是說(shuō)程序能夠訪問(wèn)到這些字段的數(shù)據(jù)類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的零值。

對(duì)象初始化

執(zhí)行<init>方法，將對(duì)象按照程序員的意愿進(jìn)行初始化。

3.對(duì)象的訪問(wèn)定位

對(duì)象創(chuàng)建好了，我們還希望能夠快速的訪問(wèn)到這些對(duì)象，這就需要JVM棧上的reference（引用）數(shù)據(jù)來(lái)找到堆中的具體對(duì)象，而目前使用最多的訪問(wèn)方式有“句柄方式”和“直接指針”兩種。

使用句柄方式訪問(wèn)的話(huà)，就需要在堆中劃分一部分內(nèi)存來(lái)作為句柄池，reference變量中存儲(chǔ)的就是對(duì)象的句柄地址，而句柄中包含了對(duì)象實(shí)例數(shù)據(jù)和類(lèi)型數(shù)據(jù)各自的具體地址信息。

使用直接指針訪問(wèn)的話(huà)，reference變量中存儲(chǔ)的直接就是對(duì)象地址，但是需要考慮如何放置類(lèi)型數(shù)據(jù)的相關(guān)信息。

4.內(nèi)存溢出異常

JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)除了PC寄存器之外，其他的內(nèi)存區(qū)域都有可能發(fā)生內(nèi)存溢出的異常情況。PC寄存器是唯一一個(gè)在JVM規(guī)范中沒(méi)有規(guī)定任何OutOfMemoryError（OOM）情況的區(qū)域。

堆溢出

java中的堆用于存儲(chǔ)對(duì)象實(shí)例，如果不斷地創(chuàng)建對(duì)象，并且保證GC Roots到對(duì)象之間有可達(dá)路徑以避免GC的回收處理，那么在對(duì)象的數(shù)量達(dá)到最大堆的容量限制后就會(huì)發(fā)生堆溢出的異常情況。

棧溢出（包括JVM棧和本地方法棧）

1.如果線程請(qǐng)求的棧深度大于JVM所允許的最大深度，將拋出StackOverflowError異常；

2.如果JVM在擴(kuò)展棧時(shí)無(wú)法申請(qǐng)到足夠的內(nèi)存空間，將拋出OutOfMemoryError異常。

此外，還有方法區(qū)溢出、常量池溢出、本機(jī)內(nèi)存溢出等等。

感謝你能夠認(rèn)真閱讀完這篇文章，希望小編分享的“java內(nèi)存管理與內(nèi)存溢出異常的示例分析”這篇文章對(duì)大家有幫助，同時(shí)也希望大家多多支持億速云，關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，更多相關(guān)知識(shí)等著你來(lái)學(xué)習(xí)!