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:
堆
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。
堆
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)與緩存區(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
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