JVM內存布局

JVM在執(zhí)行 Java 程序的過程中會把它管理的內存劃分成若干個不同的數據區(qū)域肥荔。

這些組成部分一些事線程私有的萍歉,其他的則是線程共享的示弓。

線程私有的:

程序計數器

虛擬機棧

本地方法棧

線程共享的:

方法區(qū)

直接內存

?程序計數器

程序計數器是一塊較小的內存空間损拢,可以看作是當前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。字節(jié)碼解釋器工作時通過改變這個計數器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令被碗,分支某宪、循環(huán)、跳轉锐朴、異常處理兴喂、線程恢復等功能都需要依賴這個計數器來完成。

另外焚志,為了線程切換后能恢復到正確的執(zhí)行位置衣迷,每條線程都需要有一個獨立的程序計數器,各線程之間計數器互不影響酱酬,獨立存儲壶谒,我們稱這類內存區(qū)域為“線程私有”的內存。

Java 虛擬機棧

與程序計數器一樣膳沽,Java虛擬機棧也是線程私有的汗菜,它的生命周期和線程相同,描述的是 Java 方法執(zhí)行的內存模型挑社。

Java 內存可以粗糙的區(qū)分為堆內存(Heap)和棧內存(Stack),其中棧就是現在說的虛擬機棧陨界,或者說是虛擬機棧中局部變量表部分。

局部變量表主要存放了編譯器可知的各種數據類型(boolean滔灶、byte普碎、char、short录平、int麻车、float缀皱、long、double)动猬、對象引用(reference類型啤斗,它不同于對象本身,可能是一個指向對象起始地址的引用指針赁咙,也可能是指向一個代表對象的句柄或其他與此對象相關的位置)钮莲。

?本地方法棧

和虛擬機棧所發(fā)揮的作用非常相似,區(qū)別是:虛擬機棧為虛擬機執(zhí)行 Java 方法 (也就是字節(jié)碼)服務彼水,而本地方法棧則為虛擬機使用到的 Native 方法服務崔拥。在 HotSpot 虛擬機中和 Java 虛擬機棧合二為一。

Java 虛擬機所管理的內存中最大的一塊凤覆,Java 堆是所有線程共享的一塊內存區(qū)域链瓦,在虛擬機啟動時創(chuàng)建。此內存區(qū)域的唯一目的就是存放對象實例盯桦,幾乎所有的對象實例以及數組都在這里分配內存慈俯。

Java 堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域,因此也被稱作GC堆(Garbage Collected Heap).從垃圾回收的角度拥峦,由于現在收集器基本都采用分代垃圾收集算法贴膘,所以Java堆還可以細分為:新生代和老年代:在細致一點有:Eden空間、From Survivor略号、To Survivor空間等刑峡。進一步劃分的目的是更好地回收內存,或者更快地分配內存璃哟。

方法區(qū)

方法區(qū)與 Java 堆一樣氛琢,是各個線程共享的內存區(qū)域喊递,它用于存儲已被虛擬機加載的類信息随闪、常量、靜態(tài)變量骚勘、即時編譯器編譯后的代碼等數據铐伴。雖然Java虛擬機規(guī)范把方法區(qū)描述為堆的一個邏輯部分,但是它卻有一個別名叫做 Non-Heap(非堆)俏讹,目的應該是與 Java 堆區(qū)分開來当宴。

HotSpot 虛擬機中方法區(qū)也常被稱為“永久代”,本質上兩者并不等價泽疆。僅僅是因為 HotSpot 虛擬機設計團隊用永久代來實現方法區(qū)而已户矢,這樣 HotSpot 虛擬機的垃圾收集器就可以像管理 Java 堆一樣管理這部分內存了。但是這并不是一個好主意殉疼,因為這樣更容易遇到內存溢出問題梯浪。

相對而言捌年,垃圾收集行為在這個區(qū)域是比較少出現的,但并非數據進入方法區(qū)后就“永久存在”了挂洛。

運行時常量池

運行時常量池是方法區(qū)的一部分礼预。Class 文件中除了有類的版本、字段虏劲、方法托酸、接口等描述信息外,還有常量池信息(用于存放編譯期生成的各種字面量和符號引用)

既然運行時常量池時方法區(qū)的一部分柒巫,自然受到方法區(qū)內存的限制励堡,當常量池無法再申請到內存時會拋出 OutOfMemoryError 異常。

JDK1.7及之后版本的 JVM 已經將運行時常量池從方法區(qū)中移了出來堡掏,在 Java 堆(Heap)中開辟了一塊區(qū)域存放運行時常量池念秧。同時在 jdk 1.8中移除整個永久代,取而代之的是一個叫元空間(Metaspace)的區(qū)域


在JVM中類加載過程中布疼,在解析階段摊趾,Java虛擬機會把類的二級制數據中的符號引用替換為直接引用。

1.符號引用(Symbolic References):

符號引用以一組符號來描述所引用的目標游两,符號可以是任何形式的字面量砾层,只要使用時能夠無歧義的定位到目標即可。例如贱案,在Class文件中它以CONSTANT_Class_info肛炮、CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info等類型的常量出現宝踪。符號引用與虛擬機的內存布局無關侨糟,引用的目標并不一定加載到內存中。在Java中瘩燥,一個java類將會編譯成一個class文件秕重。在編譯時,java類并不知道所引用的類的實際地址厉膀,因此只能使用符號引用來代替溶耘。比如org.simple.People類引用了org.simple.Language類,在編譯時People類并不知道Language類的實際內存地址服鹅,因此只能使用符號org.simple.Language(假設是這個凳兵,當然實際中是由類似于CONSTANT_Class_info的常量來表示的)來表示Language類的地址。各種虛擬機實現的內存布局可能有所不同企软,但是它們能接受的符號引用都是一致的庐扫,因為符號引用的字面量形式明確定義在Java虛擬機規(guī)范的Class文件格式中。

2.直接引用:

?直接引用可以是

(1)直接指向目標的指針(比如,指向“類型”【Class對象】形庭、類變量杰妓、類方法的直接引用可能是指向方法區(qū)的指針)

(2)相對偏移量(比如,指向實例變量碘勉、實例方法的直接引用都是偏移量)

(3)一個能間接定位到目標的句柄

直接引用是和虛擬機的布局相關的巷挥,同一個符號引用在不同的虛擬機實例上翻譯出來的直接引用一般不會相同。如果有了直接引用验靡,那引用的目標必定已經被加載入內存中了倍宾。


直接內存

直接內存并不是虛擬機運行時數據區(qū)的一部分,也不是虛擬機規(guī)范中定義的內存區(qū)域胜嗓,但是這部分內存也被頻繁地使用高职。而且也可能導致OutOfMemoryError異常出現。

JDK1.4中新加入的NIO(New Input/Output) 類辞州,引入了一種基于通道(Channel)緩存區(qū)(Buffer)的 I/O 方式怔锌,它可以直接使用Native函數庫直接分配堆外內存,然后通過一個存儲在 Java 堆中的?DirectByteBuffer 對象作為這塊內存的引用進行操作变过。這樣就能在一些場景中顯著提高性能埃元,因為避免了在 Java 堆和 Native 堆之間來回復制數據

本機直接內存的分配不會收到 Java 堆的限制媚狰,但是岛杀,既然是內存就會受到本機總內存大小以及處理器尋址空間的限制。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 歡迎工作一到五年的Java工程師朋友們加入Java群:?891219277

群內提供免費的Java架構學習資料(里面有高可用崭孤、高并發(fā)类嗤、高性能及分布式、Jvm性能調優(yōu)辨宠、Spring源碼遗锣,MyBatis,Netty,Redis,Kafka,Mysql,Zookeeper,Tomcat,Docker,Dubbo,Nginx等多個知識點的架構資料)合理利用自己每一分每一秒的時間來學習提升自己嗤形,不要再用"沒有時間“來掩飾自己思想上的懶惰精偿!趁年輕,使勁拼派殷,給未來的自己一個交代赤惊!

?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末癞尚,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現的幾起案子瞬铸,更是在濱河造成了極大的恐慌斯撮,老刑警劉巖经伙,帶你破解...
    沈念sama閱讀 218,386評論 6 506
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現場離奇詭異,居然都是意外死亡帕膜,警方通過查閱死者的電腦和手機枣氧,發(fā)現死者居然都...
    沈念sama閱讀 93,142評論 3 394
  • 文/潘曉璐 我一進店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來垮刹,“玉大人达吞,你說我怎么就攤上這事』牡洌” “怎么了酪劫?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 164,704評論 0 353
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長寺董。 經常有香客問我覆糟,道長,這世上最難降的妖魔是什么遮咖? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,702評論 1 294
  • 正文 為了忘掉前任滩字,我火速辦了婚禮,結果婚禮上御吞,老公的妹妹穿的比我還像新娘麦箍。我一直安慰自己,他們只是感情好陶珠,可當我...
    茶點故事閱讀 67,716評論 6 392
  • 文/花漫 我一把揭開白布内列。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般背率。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪话瞧。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 51,573評論 1 305
  • 那天寝姿,我揣著相機與錄音交排,去河邊找鬼。 笑死饵筑,一個胖子當著我的面吹牛埃篓,可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播根资,決...
    沈念sama閱讀 40,314評論 3 418
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼架专,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了玄帕?” 一聲冷哼從身側響起部脚,我...
    開封第一講書人閱讀 39,230評論 0 276
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎裤纹,沒想到半個月后委刘,有當地人在樹林里發(fā)現了一具尸體,經...
    沈念sama閱讀 45,680評論 1 314
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 37,873評論 3 336
  • 正文 我和宋清朗相戀三年锡移,在試婚紗的時候發(fā)現自己被綠了呕童。 大學時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 39,991評論 1 348
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡淆珊,死狀恐怖夺饲,靈堂內的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情施符,我是刑警寧澤往声,帶...
    沈念sama閱讀 35,706評論 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站操刀,受9級特大地震影響烁挟,放射性物質發(fā)生泄漏。R本人自食惡果不足惜骨坑,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 41,329評論 3 330
  • 文/蒙蒙 一撼嗓、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧欢唾,春花似錦且警、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 31,910評論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至祟霍,卻和暖如春杏头,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間,已是汗流浹背沸呐。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 33,038評論 1 270
  • 我被黑心中介騙來泰國打工醇王, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人崭添。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 48,158評論 3 370
  • 正文 我出身青樓寓娩,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親呼渣。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子棘伴,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 44,941評論 2 355

推薦閱讀更多精彩內容

  • JVM虛擬機內存結構,以及它們的作用 線程私有:棧區(qū)屁置,本地方法棧焊夸,pc指針線程共有:方法區(qū),堆區(qū) JAVA的JVM...
    Fitz_Lee閱讀 396評論 0 0
  • 這篇文章是我之前翻閱了不少的書籍以及從網絡上收集的一些資料的整理缰犁,因此不免有一些不準確的地方淳地,同時不同JDK版本的...
    高廣超閱讀 15,604評論 3 83
  • 第二部分 自動內存管理機制 第二章 java內存異常與內存溢出異常 運行數據區(qū)域 程序計數器:當前線程所執(zhí)行的字節(jié)...
    小明oh閱讀 1,164評論 0 2
  • 第6章類文件結構 6.1 概述 6.2 無關性基石 6.3 Class類文件的結構 java虛擬機不和包括java...
    kennethan閱讀 931評論 0 2
  • 內存溢出和內存泄漏的區(qū)別 內存溢出:out of memory怖糊,是指程序在申請內存時帅容,沒有足夠的內存空間供其使用颇象,...
    Aimerwhy閱讀 742評論 0 1