Java虚拟机内存模型

内存模型图

程序计数器：记录正在执行的虚拟机字节码地址，字节码解释器通过改变计数器的值来指定下一条需要执行的指令。
虚拟机栈：主要描述Java方法的内存模型，方法执行时会创建栈帧，存放局部变量表(基本数据类型和引用)、操作数栈、方法出口等信息。
本地方法栈：同虚拟机栈，只不过服务于Native方法；HotSpot虚拟机将虚拟机栈和本地方法栈合二为一。
堆：存储实例对象和数组。堆又分新生代和老年代，新生代又分Eden区和Survivor区。一般新生成的对象会被分配到新生代的Eden区，经过一次GC后仍存活则被移到Survivor区，在Survivor区经过若干次(默认15次)GC后仍存活，则被移到老年代。
方法区：存放Class信息、常量、静态变量和JIT编译器优化后的代码。HotSpot开发者习惯称该区域为永久代。

除了程序计数器外，以上各区域在程序运行时都可能会抛出OutOfMemoryError。

虚拟机参数

可以指定虚拟机启动时使用的堆、栈、方法区等的大小以及和GC相关的参数。
执行java -X可以打印出已安装Java版本支持的-X参数(不同Java版本和操作系统上的打印会有些许不同)：

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1# java -X

2    -Xmixed           混合模式执行 (默认)

3    -Xint             仅解释模式执行

4    -Xbootclasspath:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>

5                      设置搜索路径以引导类和资源

6    -Xbootclasspath/a:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>

7                      附加在引导类路径末尾

8    -Xbootclasspath/p:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>

9                      置于引导类路径之前

10    -Xdiag            显示附加诊断消息

11    -Xnoclassgc       禁用类垃圾收集

12    -Xincgc           启用增量垃圾收集

13    -Xloggc:<file>    将 GC 状态记录在文件中 (带时间戳)

14    -Xbatch           禁用后台编译

15    -Xms<size>        设置初始 Java 堆大小

16    -Xmx<size>        设置最大 Java 堆大小

17    -Xss<size>        设置 Java 线程堆栈大小

18    -Xprof            输出 cpu 配置文件数据

19    -Xfuture          启用最严格的检查, 预期将来的默认值

20    -Xrs              减少 Java/VM 对操作系统信号的使用 (请参阅文档)

21    -Xcheck:jni       对 JNI 函数执行其他检查

22    -Xshare:off       不尝试使用共享类数据

23    -Xshare:auto      在可能的情况下使用共享类数据 (默认)

24    -Xshare:on        要求使用共享类数据, 否则将失败。

25    -XshowSettings    显示所有设置并继续

26    -XshowSettings:all

27                      显示所有设置并继续

28    -XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续

29    -XshowSettings:properties

30                      显示所有属性设置并继续

31    -XshowSettings:locale

32                      显示所有与区域设置相关的设置并继续

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34-X 选项是非标准选项, 如有更改, 恕不另行通知。

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其中常用的有-Xms、-Xmx、-Xss等。
如下为HelloWorld程序设置初始堆内存512M和最大堆内存2G，防止堆内存溢出：

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1java -Xms512M -Xmx2G HelloWorld

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同时也发现，堆和栈都可以设置，但是没有设置方法区(永久代)大小的参数，这要用到另一套和虚拟机相关的参数：-XX，

-XX:MaxPermSize=64m
设置永久代大小，默认64M
-XX:SurvivorRatio=8
Eden区和Survivor区的占比，默认8:1

更多-XX参数，请访问：Java HotSpot VM Options

关于-X和-XX系列参数，Oracle官方给出的解释如下：即-X是非标准参数，-XX是不稳定参数，而且都是变更时不会正式通知。。

• Options that begin with -X are non-standard (not guaranteed to be supported on all VM implementations), and are subject to change without notice in subsequent releases of the JDK.
• Options that are specified with -XX are not stable and are subject to change without notice.

参考

《深入理解Java虚拟机 第2版》周志明 著
Launches a Java application
Java HotSpot VM Options