jvm内存区域与内存溢出异常
内存布局
java虚拟机的内存主要划分为几个部分：
运行方法区、java堆，程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。如下图所示：
程序计数器
程序 计数器是一块较小的内存空间，它可以看做是当前线程所执行的字节码的行号。
java虚拟机栈
java虚拟机栈和程序计数器一样是线程私有的，它的生命周期和线程相同。虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型：每个方法执行时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型、对象引用和returnAddress类型。
异常状况：
StackOverflowError异常：线程请求的栈深度大于当前虚拟机所允许的深度。
OutOfMemoryError:虚拟机栈可以动态扩展，但是当扩展时无法申请到足够的内存
本地方法栈
本地方法栈和虚拟机栈所发挥的作用非常类似，只不过本地方法栈是为 虚拟机使用到的Native方法服务的，虚拟机栈为虚拟机执行java方法（也就是字节码）服务。
java堆
java堆是所有线程共享的一块内存，是用来存放对象实例的。
java堆是垃圾回收器管理的主要区域，因此很多时候也被称为GC堆。
java堆的分类：
按照内存回收的角度：粗粒度：新生代和老年代。细粒度：Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。
内存分配角度：可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread local Allocation Buffer)TLAB
JAVA堆可以处于物理上不连续的空间，只要逻辑上连续即可。
方法区
方法区与java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。相对而言，垃圾收集行为发生在这个区域是比较少出现的，这区域的内存回收的主要目标是针对常量池的回收和对类型的卸载。
运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分。常量池是用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在加载后进入方法区的运行时常量池存放。
直接内存
这部分内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是java虚拟机规范中的定义的内存区域。这部分内容的频繁使用也会导致OOM异常出现。
对象的奥秘
一个对象的创建会经历一系列过程:类的加载检查、为新对象分配内存空间、内存分配完成后将分配的内存空间都初始化为零值。接下来虚拟机要对对象进行必要的设置。
上面的过程都完成，从虚拟机的角度来看一个新的对象已经产生，但是从程序的角度看，对象的创建才刚刚开始--<init>方法还没执行，所有的字段都为0.所以一般来说，执行new命令后会接着执行<init>方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正可用的对象才算完成建立。
为对象分配内存的方法
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指针碰撞法：所谓指针碰撞是指用过的内存放在一边，空闲的内存放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲内存空间那边挪动一段与对象大小相等的距离。针对的是归整的内存。
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空闲列表法：如果java堆中的内存不规整，虚拟机会维护一个列表，记录哪些内存块是可用的，在分配的内存的时候从列表中找到一块足够大的分配给对象实例，并更新列表上的记录。
除了考虑分配内存空间外，还有一个需要考虑的问题是对象创建在虚拟机中是非常频繁的行为，即使仅仅是修改一个指针所指向的位置，在并发的情况下也不是线程安全的。解决方法有两个，一种是对分配内存空间的动作进行同步处理---实际上虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性；另一种是把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间中进行，即每个线程在java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲(TLAB)。
对象内存布局
在hotSpot中对象在内存中的布局分为3个区域：对象头、实例数据和对齐填充。
HotSpot的虚拟机中对象头包括两部分信息：
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第一部分是用于存储对象本身的运行时数据，如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程id、偏向时间戳等，这部分数据的长度在32和64位的虚拟机中分别为32bit和64bit，官方称它为“Mark Word"。
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对象头的另一部分信息是：类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪一类的实例。
注意：如果对象是一个数组，那么对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通java对象的元数据信息确定对象的大小，但无法从数组的元数据中确定数组的大小。
实例数据是对象真正存储的有效信息，也是程序代码中所定义的各种类型的字段内容。
对齐填充不是必然存在的，也没有特别的含义，他仅仅起着站位符的作用。
对象的访问定位
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句柄法：java堆为分配一块内存作为句柄池，reference中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体的地址信息。
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直接指针法：使用直接访问，java堆对象的布局中就必须考虑如何放置访问类型数据的信息，而reference中存储的是直接是对象地址。
两者比较，句柄池的方法灵活性大，因为reference中存储的是句柄池的地址，在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不用修改。使用直接指针法的好处是访问速度快，它节省了一次指针定位的时间。
常见异常
java堆异常：
发生条件:不断的创建对象，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，那么在对象数量到达最大堆的容量限制后就会产生内存溢出异常。
处理java堆内存溢出的思路：
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检查时否内存泄露，进一步查看泄露对象到GC Roots 的引用链。
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如果不存在内存泄露，就是内存中的对象必须存活着，那就应当检查虚拟机的堆参数，-Xmx与-Xms，与机器物理内存对比看是否可以调大，从代码上检查是否存在某些对象的生命周期过长，持有状态时间过长的情况，尝试减少程序运行期的内存消耗。
虚拟机栈与本地方法栈溢出
对于HotSpot来说，栈容量只由参数- Xss设定。java虚拟机描述了两种异常：
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StackOverflowError异常：线程请求的栈深度大于当前虚拟机所允许的深度。
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OutOfMemoryError:虚拟机栈可以动态扩展，但是当扩展时无法申请到足够的内存。
处理栈异常的解决思路：
出现StackOverflowError异常时有错误堆栈可以阅读，相对来说比较容易找到问题所在。但是如果是建立过多的进程导致的内存溢出，在不能减少线程数或者更换64位虚拟机的情况下，只能通过减少最大堆和栈容量来换取更多的线程。
方法区和运行时常量池溢出
intern（）方法会在常量池中记录首次出现的实例引用。
对于这些区域的测试，基本思路是产生大量的类去填满方法区，直到溢出。
方法区溢出也是一种常见的内存溢出异常，一个类要被垃圾收集器回收掉。判定条件是比较苛刻的。
本机直接内存溢出
DirectMemory可以通过-Xx:MaxDirectMemorySize指定，如果不指定则默认与java堆最大值相等。
由DirectMemory导致的内存溢出，一个明显的特征是在Heap Dump 文件中不会看见明显的异常，如果读者发现OOM之后Dump文件很小，而程序中又直接或间接使用了NIO，那就可以考虑一下是不是这方面的原因。