JVM分区模型

JVM（Java虚拟机）内存划分为多个区域，以支持其运行时环境和对象的生命周期管理。以下是主要的内存区域划分：

1. 程序计数器（Program Counter Register）：

   • 作用：记录当前线程执行的字节码指令地址，每个线程独有。
   • 特点：线程私有，不会发生内存溢出（OutOfMemory，OOM）错误。

2. 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：

   • 作用：存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息，每个线程私有。
   • 特点：线程私有，可能抛出StackOverflowError（栈深度超过设定的最大值）或OutOfMemoryError（如果无法分配新的线程栈）。

3. 本地方法栈（Native Method Stacks）：

   • 作用：为JVM执行的本地方法（Native方法）服务，存储它们的调用信息。
   • 特点：与虚拟机栈类似，但服务于本地方法，同样可能抛出StackOverflowError或OutOfMemoryError。

4. 堆（Heap）：

   • 作用：存放几乎所有的Java对象实例和数组，是垃圾收集的主要区域。
   • 特点：线程共享，是JVM中最大的一块内存区域，最容易发生OutOfMemoryError的地方。

5. 方法区（Method Area）/ 元空间（Metaspace）（自Java 8起）：

   • 作用：存储已被加载的类信息、常量池、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
   • 特点：线程共享，在Java 8之前称为方法区，之后改为元空间并移出堆内存，减少永久代的大小限制问题，但仍然可能遇到OutOfMemoryError。

GC（垃圾回收）算法：

JVM使用多种垃圾收集算法来管理堆内存中的对象，主要算法包括：

• 标记-清除（Mark-Sweep）：首先标记出所有需要回收的对象，然后统一清理掉。缺点是会产生内存碎片。
• 复制（Copy）：将可用内存分为两块，每次只用其中一块，当一块用完后，将存活对象复制到另一块，然后清理掉原来的那块。优点是解决了内存碎片问题，缺点是内存利用率不高。
• 标记-整理（Mark-Compact）：标记出所有需要回收的对象后，将存活对象往一端移动，然后清理掉边界以外的内存。既解决了碎片问题，又提高了内存利用率。
• 分代收集（Generational Collection）：将堆内存分为新生代和老年代，根据对象的生命周期特点分别采用不同的收集算法。新生代通常使用复制算法，老年代则常用标记-清除或标记-整理算法。

处理OOM（Out Of Memory）：

处理OutOfMemoryError根据实际情况，一般从以下几个点考虑：

1. 增加堆内存：通过JVM启动参数（如-Xms和-Xmx）增加堆内存大小。
2. 优化代码：检查是否有内存泄漏，避免不必要的大对象创建，及时释放不再使用的对象引用。
3. 使用更高效的GC算法：根据应用的特点选择合适的垃圾收集器和算法，比如G1、ZGC、Shenandoah等，这些收集器对大内存管理更高效，能降低OOM风险。
4. 监控和诊断：利用工具（如VisualVM、JConsole、Java Mission Control等）监控JVM内存使用情况，定期分析堆转储文件（Heap Dump）以定位内存泄漏问题。
5. 调整JVM参数：如调整新生代和老年代的比例，使用 -XX:NewRatio 参数；调整Survivor区比例，使用 -XX:SurvivorRatio 参数等，根据应用特性微调JVM配置。