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jvm 内存结构

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栈​

堆​

  • 📌 作用：存放对象实例和数组，由 GC 进行管理，是 JVM 内存中最大的一块。
  • 线程共享（所有线程访问的对象都存放在堆中）。
  • 主要分为 新生代（Young Generation） 和 老年代（Old Generation）。
  • GC 主要作用在堆上，回收无用的对象。

年轻代大小 = Eden 区 + 2 个 Survivor 区，默认比例 8:1:1

堆内存的划分方式会因垃圾回收器的不同而有所差异。

  1. 传统的分代模型（如Serial, Parallel, CMS等回收器使用）
  2. G1回收器的分区模型

一、传统的分代堆内存模型​

这是最经典、最广为人知的堆内存划分方式，基于“分代假说”（Generational Hypothesis）：

  • 弱分代假说：绝大多数对象都是朝生夕死的。
  • 强分代假说：熬过越多次垃圾收集过程的对象就越难以消亡。

基于此，堆内存被划分为两大块：

1. 新生代 (Young Generation)​

  • 目的：存放新创建的对象。因为大部分对象生命周期很短，所以这里的GC非常频繁，但速度也很快。

  • 内部划分：

    • Eden区 (伊甸园)：绝大多数新对象都在这里分配内存。当Eden区满时，会触发一次Minor GC (Young GC)。
    • Survivor区 (幸存者区)：通常有两个大小相等的区域，称为 From (S0) 和 To (S1)。在Minor GC时，Eden区和From区中存活的对象会被复制到To区。之后，From和To的角色会互换。
    • 作用：Survivor区的存在是为了让对象在新生代中“多活几次”GC，避免频繁地晋升到老年代。每次从Eden或From区复制到To区，对象的“年龄”会增加1。当年龄达到一定阈值（默认15，由 -XX:MaxTenuringThreshold 控制），对象就会被晋升到老年代。

2. 老年代 (Old Generation / Tenured Generation)​

  • 目的：存放从新生代中“熬”过来的、生命周期较长的对象，以及一些非常大的对象（有时大对象会直接进入老年代）。

  • 特点：这里的对象相对稳定，垃圾回收（Major GC / Full GC）发生的频率比新生代低得多，但每次回收的时间通常也更长。

  • 触发条件：当老年代空间不足时，会触发针对老年代的回收。如果老年代也放不下，最终会触发Full GC。

3. 方法区 (Method Area) / 元空间 (Metaspace)​

  • 注意：严格来说，方法区不属于堆内存，它是JVM规范中定义的一个独立的运行时数据区，与堆一样是线程共享的。

  • 存储内容：类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等。

  • 演进：

    • 在JDK 8之前，方法区的实现是永久代 (Permanent Generation, PermGen)，它在物理上是堆的一部分，因此其大小受 -XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize 限制，GC也会管理它。
    • 从JDK 8开始，永久代被移除，取而代之的是“元空间 (Metaspace)”。元空间使用的是本地内存 (Native Memory)，而不是Java堆内存。它的大小默认只受限于机器的物理内存，也可以通过 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 来设置。虽然元空间不属于堆，但当它空间不足时，也会触发Full GC。

二、G1回收器的分区堆内存模型​

G1为了实现可预测的停顿时间，摒弃了物理上的新生代和老年代的固定划分，采用了全新的内存布局：

1. Region (分区)​

  • 核心概念：G1将整个Java堆划分为多个大小相等的独立区域（Region）。每个Region的大小通常是1MB到32MB之间的2的幂次方（例如，堆为4GB时，Region可能是16MB）。

  • 动态角色：每个Region在逻辑上可以扮演Eden、Survivor或Old的角色。这些角色是动态变化的，不是固定的。例如，一个Region这次GC是Eden区，下次GC可能就变成了Old区。

  • 优点：这种设计让G1可以灵活地选择一部分Region进行回收，从而控制每次GC的停顿时间。

2. Humongous Region (巨型对象区)​

  • 定义：对于非常大的对象（其大小超过Region容量的50%），G1会特殊对待。
  • 分配：这样的对象会被直接分配到一个或多个连续的Humongous Region中。
  • 回收：Humongous对象的回收通常发生在并发标记阶段结束后的Cleanup阶段，或者在Full GC时。如果应用中存在大量短命的大对象，可能会导致Humongous Region回收不及时，引发Full GC，这是G1调优的一个常见关注点。

方法区​

本地方法栈​

程序计数器​