Java中的OutOfMemoryError和JVM内存结构

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1、转自liuchangit.comOutOfMemoryError在开发过程中是司空见惯的，遇到这个错误，新手程序员都知道从两个方面入手来解决：一是排查程序是否有BUG导致内存泄漏；二是调整JVM启动参数增大内存。OutOfMemoryError有好几种情况，每次遇到这个错误时，观察OutOfMemoryError后面的提示信息，就可以发现不同之处，如：java.lang.OutOfMemoryError:Javaheapspacejava.lang.OutOfMemoryError:unabletocreatenewnativethreadjav

2、a.lang.OutOfMemoryError:PermGenspacejava.lang.OutOfMemoryError:RequestedarraysizeexceedsVMlimit虽然都叫OutOfMemoryError，但每种错误背后的成因是不一样的，解决方法也要视情况而定，不能一概而论。只有深入了解JVM的内存结构并仔细分析错误信息，才有可能做到对症下药，手到病除。 JVM规范JVM规范对Java运行时的内存划定了几块区域（详见这里），有：JVM栈（JavaVirtualMachineStacks）、堆（Heap）、方法区（Meth

3、odArea）、常量池（RuntimeConstantPool）、本地方法栈（NativeMethodStacks），但对各块区域的内存布局和地址空间却没有明确规定，而留给各JVM厂商发挥的空间。 HotSpotJVMSun自家的HotSpotJVM实现对堆内存结构有相对明确的说明。按照HotSpotJVM的实现，堆内存分为3个代：YoungGeneration、Old(Tenured)Generation、PermanentGeneration。众所周知，GC（垃圾收集）就是发生在堆内存这三个代上面的。Young用于分配新的Java对象，其又被

4、分为三个部分：EdenSpace和两块SurvivorSpace(称为From和To)，Old用于存放在GC过程中从YoungGen中存活下来的对象，Permanent用于存放JVM加载的class等元数据。详情参见HotSpot内存管理白皮书。堆的布局图示如下： 根据这些信息，我们可以推导出JVM规范的内存分区和HotSpot实现中内存区域的对应关系：JVM规范的Heap对应到Young和OldGeneration，方法区和常量池对应到PermanentGeneration。对于Stack内存，HotSpot实现也没有详细说明，但HotSpot

5、白皮书上提到，Java线程栈是用宿主操作系统的栈和线程模型来表示的，Java方法和native方法共享相同的栈。因此，可以认为在HotSpot中，JVM栈和本地方法栈是一回事。 操作系统由于一个JVM进程首先是一个操作系统进程，因此会遵循操作系统进程地址空间的规定。32位系统的地址空间为4G，即最多表示4GB的虚拟内存。在Linux系统中，高地址的1G空间（即0xC0000000~0xFFFFFFFF）被系统内核占用，低地址的3G空间（即0×00000000~0xBFFFFFFF）为用户程序所使用（显然JVM进程运行在这3G的地址空间中）。这3G

6、的地址空间从低到高又分为多个段；Text段用于存放程序二进制代码；Data段用于存放编译时已初始化的静态变量；BSS段用于存放未初始化的静态变量；Heap即堆，用于动态内存分配的数据结构，C语言的malloc函数申请的内存即是从此处分配的，Java的new实例化的对象也是自此分配。不同于前面三个段，Heap空间是可变的，其上界由低地址向高地址增长。内存映射区，加载的动态链接库位于这个区中；Stack即栈空间，线程的执行即是占用栈内存，栈空间也是可变的，但它是通过下界从高地址向低地址移动而增长的。详情参见这里。图示如下： JVM本身是由native

7、code所编写的，所以JVM进程同样具有Text/Data/BSS/Heap/MemoryMapping/Stack等内存段。而Java语言的Heap应当是建立在操作系统进程的Heap之上的，Java语言的Stack应该也是建立操作系统进程Stack之上的。综合HotSpot的内存区域和操作系统进程的地址空间，可以大致得到下列图示：Java线程的内存是位于JVM或操作系统的栈（Stack）空间中，不同于对象——是位于堆（Heap）中。这是很多新手程序员容易误解的地方。注意，“Java线程的内存”这个用词不是指Java.lang.Thread对象的

8、内存，java.lang.Thread对象本身是在Heap中分配的，当调用start()方法之后，JVM会创建一个执行单元，最终会创建一