1. Java程序的執(zhí)行過程
Java源文件(.java) 首先要經(jīng)過 Java編譯器 編譯生成 Java字節(jié)碼文件(.class) 才能被Java虛擬機(JVM)使用
2. 運行時數(shù)據(jù)區(qū)
運行時數(shù)據(jù)區(qū)就是JVM的內(nèi)存區(qū)域. 通常包括這幾個部分:程序計數(shù)器(Program Counter Register)裆站、Java棧(VM Stack)咧织、本地方法棧(Native Method Stack)、方法區(qū)(Method Area)熟空、堆(Heap)谦秧。
我們常說的內(nèi)存泄漏與內(nèi)存溢出就是發(fā)生在 堆, 因此我們的內(nèi)存優(yōu)化也是針對堆內(nèi)存進行的.
3. 運行時數(shù)據(jù)區(qū)的每個部分的作用
程序計數(shù)器(Program Counter Register)
存放要執(zhí)行的指令地址; 線程私有, 為了防止線程切換回來后仍能繼續(xù)上次位置執(zhí)行, 每個線程都需要有自己的程序計數(shù)器.Java棧
在棧中包括: 局部變量表(Local Variables)竟纳、操作數(shù)棧(Operand Stack)、指向當前方法所屬的類的運行時常量池的引用(Reference to runtime constant pool)(運行時常量池的概念在方法區(qū)部分會談到)疚鲤、方法返回地址(Return Address)和一些額外的附加信息.
每個線程都會有一個自己的Java棧锥累,互不干擾
Java棧中存放的是一個個的棧幀,每個棧幀對應(yīng)一個被調(diào)用的方法集歇,在棧幀中包括局部變量表(Local Variables)桶略、操作數(shù)棧(Operand Stack)、指向當前方法所屬的類的運行時常量池(運行時常量池的概念在方法區(qū)部分會談到)的引用(Reference to runtime constant pool)诲宇、方法返回地址(Return Address)和一些額外的附加信息际歼。當線程執(zhí)行一個方法時,就會隨之創(chuàng)建一個對應(yīng)的棧幀焕窝,并將建立的棧幀壓棧蹬挺。當方法執(zhí)行完畢之后,便會將棧幀出棧它掂。因此可知巴帮,線程當前執(zhí)行的方法所對應(yīng)的棧幀必定位于Java棧的頂部溯泣。講到這里,大家就應(yīng)該會明白為什么 在 使用 遞歸方法的時候容易導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出的現(xiàn)象了以及為什么棧區(qū)的空間不用程序員去管理了(當然在Java中榕茧,程序員基本不用關(guān)系到內(nèi)存分配和釋放的事情垃沦,因為Java有自己的垃圾回收機制),這部分空間的分配和釋放都是由系統(tǒng)自動實施的用押。對于所有的程序設(shè)計語言來說肢簿,棧這部分空間對程序員來說是不透明的。
局部變量表蜻拨,顧名思義池充,想必不用解釋大家應(yīng)該明白它的作用了吧。就是用來存儲方法中的局部變量(包括在方法中聲明的非靜態(tài)變量以及函數(shù)形參)缎讼。對于基本數(shù)據(jù)類型的變量收夸,則直接存儲它的值,對于引用類型的變量血崭,則存的是指向?qū)ο蟮囊梦韵А>植孔兞勘淼拇笮≡诰幾g器就可以確定其大小了,因此在程序執(zhí)行期間局部變量表的大小是不會改變的夹纫。
操作數(shù)棧咽瓷,想必學(xué)過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧的朋友想必對表達式求值問題不會陌生,棧最典型的一個應(yīng)用就是用來對表達式求值舰讹。想想一個線程執(zhí)行方法的過程中茅姜,實際上就是不斷執(zhí)行語句的過程,而歸根到底就是進行計算的過程跺涤。因此可以這么說匈睁,程序中的所有計算過程都是在借助于操作數(shù)棧來完成的。
指向運行時常量池的引用桶错,因為在方法執(zhí)行的過程中有可能需要用到類中的常量航唆,所以必須要有一個引用指向運行時常量。
方法返回地址院刁,當一個方法執(zhí)行完畢之后糯钙,要返回之前調(diào)用它的地方,因此在棧幀中必須保存一個方法返回地址退腥。
由于每個線程正在執(zhí)行的方法可能不同任岸,因此每個線程都會有一個自己的Java棧,互不干擾狡刘。
本地方法棧
本地方法棧與Java棧的作用和原理非常相似享潜。區(qū)別只不過是Java棧是為執(zhí)行Java方法服務(wù)的,而本地方法棧則是為執(zhí)行本地方法(Native Method)服務(wù)的嗅蔬。在JVM規(guī)范中剑按,并沒有對本地方發(fā)展的具體實現(xiàn)方法以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作強制規(guī)定疾就,虛擬機可以自由實現(xiàn)它。在HotSopt虛擬機中直接就把本地方法棧和Java棧合二為一艺蝴。堆
用來存放對象本身以及數(shù)組(數(shù)組也是對象); 堆是被所有線程共享的猬腰,在JVM中只有一個堆。方法區(qū)
在方法區(qū)中猜敢,存儲了每個類的信息(包括類的名稱姑荷、方法信息、字段信息)缩擂、靜態(tài)變量鼠冕、常量以及編譯器編譯后的代碼等; 被所有線程共享的,在JVM中只有一個方法區(qū).
在Class文件中除了類的字段胯盯、方法供鸠、接口等描述信息外,還有一項信息是常量池陨闹,用來存儲編譯期間生成的字面量和符號引用。
在方法區(qū)中有一個非常重要的部分就是運行時常量池薄坏,它是每一個類或接口的常量池的運行時表示形式趋厉,在類和接口被加載到JVM后,對應(yīng)的運行時常量池就被創(chuàng)建出來胶坠。當然并非Class文件常量池中的內(nèi)容才能進入運行時常量池君账,在運行期間也可將新的常量放入運行時常量池中,比如String的intern()方法(如果池中已經(jīng)包含了一個等于該String對象的字符串,則反回該String 對象, 否則將此String對象的字符串添加到常量池中并返回該String對象)沈善。
在JVM規(guī)范中乡数,沒有強制要求方法區(qū)必須實現(xiàn)垃圾回收。很多人習(xí)慣將方法區(qū)稱為“永久代”闻牡,是因為HotSpot虛擬機以永久代來實現(xiàn)方法區(qū)净赴,從而JVM的垃圾收集器可以像管理堆區(qū)一樣管理這部分區(qū)域,從而不需要專門為這部分設(shè)計垃圾回收機制罩润。不過自從JDK7之后玖翅,Hotspot虛擬機便將運行時常量池從永久代移除了。