JDK1.8 JVM内存模型

一、JDK1.8 JVM内存模型概览

这里介绍的是JDK1.8 JVM内存模型。1.8同1.7比，最大的差别就是：元数据区取代了永久代。元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元数据空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。

二、各区域介绍

1. 程序计数器

每个线程一块，指向当前线程正在执行的字节码代码的行号。如果当前线程执行的是native方法，则其值为null。

2. Java虚拟机栈

线程私有，生命周期与线程同进同退。每个Java方法在被调用的时候都会创建一个栈帧，并入栈。一旦完成调用，则出栈。所有的的栈帧都出栈后，线程也就完成了使命。

3. 本地方法栈

功能与Java虚拟机栈十分相同。区别在于，本地方法栈为虚拟机使用到的native方法服务。不多说。

4. 堆

堆是JVM内存占用最大，管理最复杂的一个区域。其唯一的用途就是存放对象实例：所有的对象实例及数组都在对上进行分配。1.8后，字符串常量池从永久代中剥离出来，存放在队中。堆有自己进一步的内存分块划分，具体划分请参见上图。

5. 元数据区

元数据区取代了1.7版本及以前的永久代。元数据区和永久代本质上都是方法区的实现。方法区存放虚拟机加载的类信息，静态变量，常量等数据。
元数据区OOM测试：

a. jvm参数配置

-XX:MetaspaceSize=8m -XX:MaxMetaspaceSize=50m
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b. 测试代码

public class MetaSpaceOomMock {

    public static void main(String[] args) {
        ClassLoadingMXBean loadingBean = ManagementFactory.getClassLoadingMXBean();
        while (true) {
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(MetaSpaceOomMock.class);
            enhancer.setCallbackTypes(new Class[]{Dispatcher.class, MethodInterceptor.class});
            enhancer.setCallbackFilter(new CallbackFilter() {
                @Override
                public int accept(Method method) {
                    return 1;
                }

                @Override
                public boolean equals(Object obj) {
                    return super.equals(obj);
                }
            });

            Class clazz = enhancer.createClass();
            System.out.println(clazz.getName());
            //显示数量信息（共加载过的类型数目，当前还有效的类型数目，已经被卸载的类型数目）
            System.out.println("total: " + loadingBean.getTotalLoadedClassCount());
            System.out.println("active: " + loadingBean.getLoadedClassCount());
            System.out.println("unloaded: " + loadingBean.getUnloadedClassCount());
        }
    }
}
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c. 运行输出：

jvm.MetaSpaceOomMock$$EnhancerByCGLIB$$567f7ec0
total: 6265
active: 6265
unloaded: 0
jvm.MetaSpaceOomMock$$EnhancerByCGLIB$$3501581b
total: 6266
active: 6266
unloaded: 0
Exception in thread "main" net.sf.cglib.core.CodeGenerationException: java.lang.reflect.InvocationTargetException-->null
    at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.generate(AbstractClassGenerator.java:345)
    at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.generate(Enhancer.java:492)
    at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator$ClassLoaderData$3.apply(AbstractClassGenerator.java:93)
    at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator$ClassLoaderData$3.apply(AbstractClassGenerator.java:91)
    at net.sf.cglib.core.internal.LoadingCache$2.call(LoadingCache.java:54)
    at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:266)
    at net.sf.cglib.core.internal.LoadingCache.createEntry(LoadingCache.java:61)
    at net.sf.cglib.core.internal.LoadingCache.get(LoadingCache.java:34)
    at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator$ClassLoaderData.get(AbstractClassGenerator.java:116)
    at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:291)
    at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java:480)
    at net.sf.cglib.proxy.Enhancer.createClass(Enhancer.java:337)
    at jvm.MetaSpaceOomMock.main(MetaSpaceOomMock.java:38)
Caused by: java.lang.reflect.InvocationTargetException
    at sun.reflect.GeneratedMethodAccessor1.invoke(Unknown Source)
    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)
    at net.sf.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java:413)
    at net.sf.cglib.core.AbstractClassGenerator.generate(AbstractClassGenerator.java:336)
    ... 12 more
Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
    at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
    at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:763)
    ... 17 more
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如果是1.7的jdk，那么报OOM的将是PermGen区域。

6. 直接内存

jdk1.4引入了NIO，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存。