JVM內(nèi)存模型

概述

Java虛擬機(jī)(Java Virtual Machine)是Java語言write once肥隆,run anywhere的基礎(chǔ)之一。主要的功能是通過Class Loader來加載Java程序,以及自動(dòng)管理內(nèi)存,大部分情況下程序員不需要關(guān)心何時(shí)釋放內(nèi)存灾梦,回收垃圾等操作。
根據(jù)JVM規(guī)范妓笙,Java虛擬機(jī)的內(nèi)存分布主要有以下五大區(qū)域若河。(不同的虛擬機(jī)在這個(gè)規(guī)范的基礎(chǔ)上的實(shí)現(xiàn)不同,比如Hot Spot在jdk7使用了永久代來實(shí)現(xiàn)方法區(qū)寞宫,而在jdk8中移除了永久代萧福,將方法區(qū)放到了元空間(meta-space))


jvm

JVM結(jié)構(gòu)圖

堆(Heap):

堆是Java虛擬機(jī)管理的內(nèi)存中最大的一塊區(qū)域,Java堆是所有線程共享的區(qū)域辈赋,在虛擬機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候創(chuàng)建鲫忍。堆的作用是用來存放幾乎所有的對(duì)象實(shí)例(虛擬機(jī)的逃逸分析和TLAB會(huì)根據(jù)分析,將對(duì)象實(shí)例分配到棧上钥屈,而不是堆上悟民,減輕堆的同步負(fù)載和內(nèi)存分配壓力)。
Java堆是垃圾器管理的主要區(qū)域篷就,因此也被稱為GC(garbage collect)堆射亏。當(dāng)要給新的實(shí)例分配內(nèi)存空間的時(shí)候,堆空間不足會(huì)拋出OOM異常竭业。

虛擬機(jī)棧(VM Stack):

Java內(nèi)存中智润,劃分最粗糙的方法將是堆棧。這里的棧內(nèi)存也就是虛擬機(jī)棧未辆。虛擬機(jī)棧是線程私有的(線程私有的意思就是窟绷,每個(gè)線程都有一個(gè)自己的虛擬機(jī)棧)。虛擬機(jī)棧執(zhí)行方法的時(shí)候咐柜,會(huì)為每一個(gè)方法創(chuàng)建一個(gè)棧幀兼蜈,用于存放局部變量、操作數(shù)棧炕桨、動(dòng)態(tài)鏈接饭尝、方法出口等信息。每一個(gè)方法的調(diào)用過程献宫,在虛擬機(jī)中就是一個(gè)棧幀的一次入棧出棧钥平。所以在用遞歸的方法來處理量很大的數(shù)據(jù)的時(shí)候,就會(huì) 導(dǎo)致StackOverFlowError。
局部變量表中存放了幾種類型的數(shù)據(jù):
1. 基本數(shù)據(jù)類型(boolean涉瘾、int知态、double、byte…)
2. 對(duì)象引用立叛,也就是局部變量负敏,但是這里存的只是引用(對(duì)象的起始地址,句柄或者其他與對(duì)象相關(guān)的位置)秘蛇,不是對(duì)象實(shí)例其做。
3. returnAddress,Java的三種原始數(shù)據(jù)類型(數(shù)值赁还、boolean妖泄、returnAddress)之一。用來保存當(dāng)前執(zhí)行指令的下一條指令艘策,用 來后續(xù)執(zhí)行蹈胡。

方法區(qū)(Method):

方法區(qū)也是用于線程共享的區(qū)域,用來存儲(chǔ)已經(jīng)被加載的類信息朋蔫,常量罚渐、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼數(shù)據(jù)驯妄。
在HotSpot虛擬機(jī)中(Sun JDK和OpenJDK中所帶的虛擬機(jī)荷并,也是目前使用范圍最廣的Java虛擬機(jī)),方法區(qū)的實(shí)現(xiàn)在不同版本的jdk中實(shí)現(xiàn)有所不同富玷。在JDK7中璧坟,HotSpot虛擬機(jī)使用永久代來實(shí)現(xiàn)方法區(qū),而在JDK8之后移除了永久代赎懦,并將方法區(qū)移入了meta-space中。

本地方法棧(Navitive Method Stack):

功能和虛擬機(jī)棧作用非常相似幻工,虛擬機(jī)棧執(zhí)行的是Java字節(jié)碼励两,而本地方法棧執(zhí)行的是Native方法。

程序計(jì)數(shù)器(Programmer Counter Register):

程序計(jì)數(shù)器是一小塊內(nèi)存區(qū)域囊颅,也是線程私有的当悔。用來儲(chǔ)存當(dāng)前線程執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)。
Java多線程是通過線程輪流切換并分配給處理器執(zhí)行的方式實(shí)現(xiàn)的踢代。所以如果當(dāng)前線程切換后盲憎,要想恢復(fù)到正確的位置,就需要程序計(jì)數(shù)器了胳挎。
如果當(dāng)前線程執(zhí)行的方法是Java方法饼疙,那程序計(jì)數(shù)器保存的就是字節(jié)碼指令的地址,如果執(zhí)行的是Native方法慕爬,計(jì)數(shù)器的值就為空(Undefind)窑眯。

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