内存分配

在 JVM 中内存分配是对象生命周期的起点，涉及内存区域划分、分配策略、线程交互等。

  • 堆：存储对象实例和数组（对象主要分配在堆内存）
  • 方法区：存储类信息、常量、静态变量（静态对象的引入，静态对象的实例在堆中）
  • 虚拟机栈：局部变量表；（基本类型局部变量和对象局部变量的引用）
  • 本地方法栈：不直接参与 Java 对象分配
  • 程序计数器：记录当前线程执行位置，不参与内存分配

Java 对象的实例数据几乎都分配在堆中；局部变量（引用类型）在栈中存地址，指向堆中对象。

  • 新生代：占堆内存的 1/3,分为 3 个区域；Eden 分配新对象；Survivor（幸存者区），分为 From 和 To 两个大小相等的区域（各占 10%），用于存放经历一次 GC 后存活的对象。新对象先进入 Eden 区；当 Eden 区满时，触发 Minor GC（新生代 GC），存活对象被复制到 Survivor 的 From 区。下次 Minor GC 时，From 区存活对象被复制到 To 区（年龄 + 1），同时清空 From 区；之后 From 和 To 角色互换。当对象年龄达到阈值（默认 15，可通过-XX:MaxTenuringThreshold 调整），会被晋升到老年代。

  • 老年代：占堆内存的 2/3 左右，存放存活时间较长的对象；大对象直接分配到老年区，Survivor 区中相同年龄的对象总大小超过该区一半，年龄 ≥ 该年龄的对象直接进入老年代，Survivor 区中相同年龄的对象总大小超过该区一半，年龄 ≥ 该年龄的对象直接进入老年代

内存分配的核心策略

JVM 通过以下策略高效管理对象分配，减少内存碎片和 GC 开销

  1. 指针碰撞：适用于堆内存连续的情况。用一个指针指向堆中已分配内存的末尾，新对象分配时，指针直接向空闲区域移动对应大小的距离（类似数组扩容）。
  2. 空闲列表：适用于堆内存存在碎片，JVM 维护一个列表，记录所有空闲内存块的位置和大小，新对象分配时，从列表中找到足够大的块分配给对象，并更新列表。
  3. 线程本地分配缓冲：减少多线程竞争，提高分配效率；每个线程在 Eden 区中预先分配一小块私有内存（TLAB），线程创建对象时优先在自己的 TLAB 中分配，无需加锁。当 TLAB 不足时，才去公共 Eden 区分配

**内存分配有两个核心参数，初始堆大小和最大堆大小。