힙이란 무엇입니까? 메소드 영역은 무엇인가요? JVM 메모리 모델의 힙 및 메소드 영역 소개

이 글의 내용은 힙이 무엇인지에 관한 것입니다. 메소드 영역은 무엇인가요? JVM 메모리 모델의 힙 및 메소드 영역 도입에는 특정 참조 값이 있으므로 도움이 필요한 친구가 참고할 수 있기를 바랍니다.

1. 힙

1.1 힙이란 객체를 저장하는 데 사용되는 메모리 영역입니다. 따라서 가비지 컬렉터(GC) 관리의 주요 대상이다.

힙은 논리적으로 "신세대"와 "구세대"로 구분됩니다. JAVA의 대부분의 객체는 태어나고 소멸되며 소수는 오랫동안 메모리에 남아 있을 수 있으므로 이 두 객체의 가장 효과적인 재활용을 달성하기 위해 힙을 신세대와 구세대로 구분합니다. 생성 및 실행은 재활용 전략이 다릅니다. 서로 다른 가비지 수집기는 이 두 가지 논리적 영역에 대해 서로 다른 재활용 메커니즘을 가지고 있으며 이에 대해서는 후속 장에서 자세히 설명합니다.
힙이 차지하는 메모리에는 물리적 연속성이 필요하지 않고 논리적 연속성만 필요합니다.
힙은 일반적으로 확장 가능한 메모리 크기로 구현됩니다. "-Xms" 및 "-Xmx"를 사용하여 힙의 최소 및 최대 메모리를 제어하고 확장 작업은 가상 머신에서 수행됩니다. 그러나 이 동작은 성능을 소모하므로 일반적으로 힙의 최대 메모리와 최소 메모리는 동일하게 설정됩니다.
힙은 모든 스레드가 공유하는 메모리 영역이므로 각 스레드는 힙에서 동일한 개체를 얻을 수 있습니다.
가상 머신이 시작될 때 힙의 수명 주기가 생성됩니다.

1.2.힙 예외

　힙이 개체 메모리를 할당할 수 없어 더 이상 확장할 수 없으면 OutOfMemoryError 예외가 발생합니다.

일반적으로 힙이 객체를 할당할 수 없을 때 GC가 수행됩니다. GC 후에도 객체를 할당할 수 없으면 메모리 소모 오류가 보고됩니다. 이 상황은 참조를 해제하지 않고 지속적으로 새 개체를 생성하여 시뮬레이션할 수 있습니다.

/**
 * java堆溢出demo
 * JVM参数：-Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
 * Created by chenjunyi on 2018/4/25.
 */
public class HeapOOM {

    static class OOMObject {
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<OOMObject> list = new ArrayList<>();
        //不断创建新对象，使得Heap溢出
        while (true) {
            list.add(new OOMObject());
        }
    }

}

위 코드에서 개체는 참조를 해제하지 않고 계속 생성되어 GC가 힙 메모리를 회수할 수 없게 되고 궁극적으로 OutOfMemoryError 오류 메시지가 발생합니다.

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

2. 메소드 영역

2.1. 메소드 영역이란

　 비힙(Non-Heap)이라고도 불리는 메소드 영역은 스레드가 공유하는 또 다른 메모리 영역입니다. 주로 로드된 클래스 바이트코드, 클래스/메서드/필드 및 기타 메타데이터 개체, 정적 최종 상수, 정적 변수, JIT 컴파일러로 컴파일된 코드 및 기타 데이터를 저장합니다. 또한 메소드 영역에는 "런타임 상수 풀"이라는 특수 영역이 포함되어 있으며 이들의 관계는 아래 그림에 나와 있습니다.

(1) 로드된 클래스 바이트코드: 클래스를 사용하려면 먼저 바이트코드가 필요합니다. JVM의 메모리에 로드됩니다. 클래스 바이트코드의 소스는 .class 파일, 네트워크 전송 또는 cglib 바이트코드 프레임워크에 의해 직접 생성되는 등 다양할 수 있습니다.

(2) 클래스/메서드/필드와 같은 메타데이터 개체: 바이트코드가 로드된 후 JVM은 콘텐츠를 기반으로 이 클래스에 대한 클래스/메서드/필드 및 기타 개체를 생성합니다. 일반적으로 클래스를 설명하는 데 사용됩니다. 반사가 더 자주 사용됩니다. 힙에 저장된 Java 인스턴스 객체와 달리 이 두 객체는 ​​메서드 영역에 저장됩니다.

(3) 정적 최종 상수 및 정적 변수: 이 두 가지 유형의 클래스 멤버에 대해 JVM은 메서드 영역에 데이터 복사본을 생성하므로 동일한 정적 수정 클래스 멤버의 복사본은 하나만 있습니다. class;
(4) JIT 컴파일러의 컴파일 결과: 핫스팟 가상 머신을 예로 들면 JIT JIT 컴파일러를 사용하여 런타임 중에 핫스팟 코드를 최적화하는 것입니다. 기계어 코드. 일반적으로 JVM은 "해석 및 실행" 방법을 사용하여 바이트코드를 실행합니다. 즉, JVM이 바이트코드 명령어를 읽을 때 미리 결정된 규칙에 따라 스택 작업을 수행하고 스택 작업은 기본 Machine 작업에 추가로 매핑됩니다. ; JIT 컴파일 후 실행된 기계어 코드는 기본 기계를 직접 처리합니다. 아래 그림과 같이:

2.2. 런타임 상수 풀

섹션 2.1에서 우리는 클래스의 바이트코드가 로드될 때 파싱되고 다양한 것을 생성하여 메소드 영역에 저장한다는 것을 배웠습니다. . 클래스의 바이트코드에는 클래스 버전, 필드, 메서드, 인터페이스 등과 같은 설명 정보가 포함될 뿐만 아니라 상수 풀도 포함됩니다. 상수 풀은 바이트 코드에 사용되는 모든 리터럴 및 기호 참조(예: 문자열 리터럴)를 저장하는 데 사용됩니다. 클래스가 로드되면 저장을 위해 메서드 영역에 런타임 상수 풀을 입력합니다.

　 런타임 상수 풀은 메소드 영역의 특별한 부분이며 동적입니다. 즉, 클래스가 로드될 때 상수 풀을 여기에 쓰는 것 외에도 실행 중에도 상수를 쓸 수 있습니다. Java 프로그램:

1 //使用StringBuilder在堆上创建字符串abc，再使用intern将其放入运行时常量池
2 String str = new StringBuilder("abc");
3 str.intern();
4 //直接使用字符串字面量xyz，其被放入运行时常量池
5 String str2 = "xyz";

2.3. 메소드 영역 구현

　가상 머신 사양에는 메소드 영역 구현이 명확하게 규정되어 있지 않습니다. 현재 두 가지 주요 구현 방법이 있습니다.

（1）HotSpot虚拟机1.7-：在JDK1.6及之前版本，HotSpot使用“永久代（permanent generation）”的概念作为实现，即将GC分代收集扩展至方法区。这种实现比较偷懒，可以不必为方法区编写专门的内存管理，但带来的后果是容易碰到内存溢出的问题（因为永久代有-XX:MaxPermSize的上限）。在JDK1.7+之后，HotSpot逐渐改变方法区的实现方式，如1.7版本移除了方法区中的字符串常量池。

（2）HotSpot虚拟机1.8+：1.8版本中移除了方法区并使用metaspace（元数据空间）作为替代实现。metaspace占用系统内存，也就是说，只要不碰触到系统内存上限，方法区会有足够的内存空间。但这不意味着我们不对方法区进行限制，如果方法区无限膨胀，最终会导致系统崩溃。

　　我们思考一个问题，为什么使用“永久代”并将GC分代收集扩展至方法区这种实现方式不好，会导致OOM？首先要明白方法区的内存回收目标是什么，方法区存储了类的元数据信息和各种常量，它的内存回收目标理应当是对这些类型的卸载和常量的回收。但由于这些数据被类的实例引用，卸载条件变得复杂且严格，回收不当会导致堆中的类实例失去元数据信息和常量信息。因此，回收方法区内存不是一件简单高效的事情，往往GC在做无用功。另外随着应用规模的变大，各种框架的引入，尤其是使用了字节码生成技术的框架，会导致方法区内存占用越来越大，最终OOM。

2.4.方法区异常

　　在2.3一节中，我们了解到方法区的2种实现方式最终都会有一个最大值上限，因此若方法区（含运行时常量池）占用内存到达其最大值，且无法再申请到内存时，便会抛出OutOfMemoryError。

　　在下面的例子中，我们将使用cglib字节码生成框架不断生成新的类，最终使方法区内存占用满，抛出OutOfMemoryError：

/**
 * java方法区溢出OutOfMemoryError（JVM参数适用于JDK1.6之前，借助CGLIB）
 * JVM参数：-XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M
 * Created by chenjunyi on 2018/4/26.
 */
public class JavaMethodAreaOOM {

    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);
            enhancer.setUseCache(false);
            enhancer.setCallback((MethodInterceptor) (o, method, objects, methodProxy) -> methodProxy.invokeSuper(objects, args));
            enhancer.create();
        }
    }

    static class OOMObject {
    }

}

报错信息为：

1 Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
2   at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
3   ···

其实，在日常开发中，不仅仅使CGlib字节码生成框架会产生大量的class信息，动态语言、JSP、基于OSGI的应用都会在方法区额外产生大量的类信息。

위 내용은 힙이란 무엇입니까? 메소드 영역은 무엇인가요? JVM 메모리 모델의 힙 및 메소드 영역 소개의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!