java基礎(chǔ)知識,JVM的運行時數(shù)據(jù)區(qū)

知識要點:

方法區(qū)(元空間)

對于大多數(shù)應(yīng)用來說趣席,Java堆(Heap)是Java虛擬機所管理的內(nèi)存中最大的一塊粮彤。堆主要用來存放對象實例根穷。

  • Java堆是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域,在虛擬機啟動時創(chuàng)建
  • 此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對象實例导坟,幾乎所有的對象實例都在這里分配內(nèi)存
  • OutOfMemoryError異常屿良。如果在堆中沒有內(nèi)存完成實例分配,并且堆也無法再擴展時


方法區(qū)(元空間)

方法區(qū)是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域惫周,它用于存儲已被虛擬機加載

  • 類信息
  • 常量
  • 靜態(tài)變量
  • 即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)尘惧。



    相對而言,垃圾收集行為在這個區(qū)域比較少出現(xiàn)递递,但并非數(shù)據(jù)進(jìn)了方法區(qū)就永久的存在了喷橙,這個區(qū)域的內(nèi)存回收目標(biāo)主要是針對常量池的回收和對類型的卸載,當(dāng)方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需要時漾狼,將拋出OutOfMemoryError異常重慢。

Java棧是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型每個方法在執(zhí)行的同時都會創(chuàng)建一個棧幀的用于存儲局部變量表、操作數(shù)棧逊躁、動態(tài)鏈接似踱、方法出口等信息。每個方法從調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機中入棧和出棧的過程稽煤。
Java 6中核芽,32位Sparc系統(tǒng)默認(rèn)的棧內(nèi)存是512k,64位系統(tǒng)是1024k酵熙; 32位的 X86 Solaris/linux系統(tǒng)默認(rèn)棧內(nèi)存是320k轧简,64位 X86 Solaris/linux系統(tǒng)默認(rèn)棧內(nèi)存是1024k;Windows中默認(rèn)的棧內(nèi)存是從java.exe中讀出來的匾二。對Java 6來說哮独,32位系統(tǒng)默認(rèn)大小為320k拳芙,64位系統(tǒng)為1024k。
棧幀(Stack Frame)
棧幀由三部分組成:局部變量表皮璧、操作數(shù)棧以及幀數(shù)據(jù)舟扎。
棧幀的大小因局部變量表和操作數(shù)棧而異。當(dāng)JVM執(zhí)行一個方法時悴务,它會檢查class中的數(shù)據(jù)睹限,以便確定一個方法執(zhí)行時在局部變量表和操作數(shù)棧中所需存儲的word size。然后讯檐,JVM會為當(dāng)前方法創(chuàng)建一個size相對應(yīng)的棧幀羡疗,然后把它push到棧頂。


一個棧幀需要分配多少內(nèi)存别洪,在編譯的時候已經(jīng)確定叨恨,不會受到程序運行期變量數(shù)據(jù)的影響,而僅僅取決于具體的虛擬機實現(xiàn)
局部變量表
Local Variable Table蕉拢。用于保存函數(shù)的參數(shù)以及局部變量用的特碳,局部變量表中的變量只在當(dāng)前函數(shù)調(diào)用中有效,當(dāng)函數(shù)調(diào)用結(jié)束后晕换,隨著函數(shù)棧幀的銷毀午乓,局部變量表也會隨之銷毀。局部變量表在編譯期確定大小闸准。

  • 在編譯程序代碼的時候就可以確定棧幀中需要多大的局部變量表益愈,具體大小可在編譯后的 Class 文件中看到。
  • 局部變量表的容量以 Variable Slot(變量槽)為最小單位夷家,每個變量槽都可以存儲 32 位長度的內(nèi)存空間蒸其。
  • 在方法執(zhí)行時,虛擬機使用局部變量表完成參數(shù)值到參數(shù)變量列表的傳遞過程的库快,如果執(zhí)行的是實例方法摸袁,那局部變量表中第 0 位索引的 Slot 默認(rèn)是用于傳遞方法所屬對象實例的引用(在方法中可以通過關(guān)鍵字 this 來訪問到這個隱含的參數(shù))。
  • 其余參數(shù)則按照參數(shù)表順序排列义屏,占用從 1 開始的局部變量 Slot靠汁。
  • 基本類型數(shù)據(jù)以及引用和 returnAddress(返回地址)占用一個變量槽,long 和 double 需要兩個闽铐。

    操作數(shù)棧
    Operand Stack蝶怔。主要用于保存計算過程的中間結(jié)果,同時作為計算過程中變量臨時的存儲空間兄墅。只支持出棧入棧操作踢星。同樣也可以在編譯期確定大小。
  • 棧幀被創(chuàng)建時隙咸,操作棧是空的沐悦。操作棧的每個項可以存放 JVM 的各種類型數(shù)據(jù)成洗,其中 long 和 double 類型(64位數(shù)據(jù))占用兩個棧深。
  • 方法執(zhí)行的過程中藏否,會有各種字節(jié)碼指令往操作數(shù)棧中寫入和提取內(nèi)容泌枪,也就是出棧和入棧操作(與 Java 棧中棧幀操作類似)。
  • 操作棧調(diào)用其它有返回結(jié)果的方法時秕岛,會把結(jié)果 push 到棧上(通過操作數(shù)棧來進(jìn)行參數(shù)傳遞)。
    動態(tài)連接
  • 每個棧幀都包含一個指向運行時常量池中該棧幀所屬方法的引用误证,持有這個引用是為了支持方法調(diào)用過程中的動態(tài)鏈接继薛。
  • 在類加載階段中的解析階段會將符號引用轉(zhuǎn)為直接引用,這種轉(zhuǎn)化也稱為靜態(tài)解析愈捅。另外的一部分將在運行時轉(zhuǎn)化為直接引用遏考,這部分稱為動態(tài)鏈接。
    返回地址
    方法開始執(zhí)行后蓝谨,只有 2 種方式可以退出 :方法返回指令灌具,異常退出。
    幀數(shù)據(jù)區(qū)
    棧幀需要一些數(shù)據(jù)來支持常量池解析譬巫、正常方法返回和異常處理等咖楣。在幀數(shù)據(jù)區(qū)中保存著訪問常量池的指針,
    方便程序訪問常量池芦昔。幀數(shù)據(jù)區(qū)的大小依賴于 JVM 的具體實現(xiàn)诱贿。
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