前言
刚开始看《深入理解Java虚拟机》,文章主要就当笔记来用了,整理知识点,方便以后复习查看
Java 虚拟机内存划分
运行时数据区域
执行 Java 程序的过程中,把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。
这些区域都有各自的用途,以及创建和销毁时间。
有的区域随着虚拟机进程的启动而存在。
有些区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。
程序计数器
程序计数器(Program Counter Register)是块较小的内存空间,它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
字节码解释器工作时
就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令,分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能
都需要依赖这个计数器来完成。
由于 Java 虚拟机
的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间
的方式来实现的,在任何一个确定的时刻,一个处理器都只会执行一条线程中的指令
。因此为了线程切换后能恢复到正确的执行位置, 每条线程都需要有一个独立的程序计数器,各条线程之间计数器互不影响,独立储存
,我们称这类内存区域为线程私有的内存。
Java 虚拟机栈
Java 虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks)是线程私有的,它的生命周期与线程相同
。
每个方法在执行
的同时都会创建一个栈帧用于储存局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程,就对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程
。
栈 就是现在讲的虚拟机栈,或者说虚拟机栈中的局部变量表部分
。
局部变量表
局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型
(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用
(reference 类型,它不等于对象本身,可能是一个指向对象起始地址的引用指针,也可能时指向一个代表对象的句柄或其他对象相关的位置)。
局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配。
本地方法栈
本地方法栈(Native Method Stack)是为虚拟机使用 Native Method 方法服务。在JVM规范中,并没有对本地方法栈的具体实现方法以及数据结构作强制规定,虚拟机可以自由实现它。
也就是说Java的虚拟机,这个就是按照 Java 实现的 Java 栈,其他语言的就按别的语言自己实现。比如 Sun HotSpot 虚拟机就直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
Java 堆
Java 堆(Java Heap)是 Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块,被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。绝大多数情况下,实例与数组都在堆上分配。
但是随着 JIT 编辑器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟,栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生,所有的对象都在堆上分配也渐渐变得不那么“绝对”了。
Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此很多时候也被称为“GC 堆”
(Garbage Collected Heap)。由于现在收集器基本采用分代收集算法,
所以 Java 堆还可以细分为:新手代和老年代;
再细致点的又 Eden 空间、From Survivor 空间、To Survivor 空间等。从内存分配的角度来看,线程共享的 Java 堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区
(Thread Local Allocation Buffer,TLAB)。不过无论如何划分,都与存放内容无关,无论哪个区域,存储都仍然是对象实例,进一步划分的目的是为了更好的回收内存,或者更快的分配内存。
方法区
方法区(Method Area)与 Java 堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
方法区也被很多人称为永久代
。
在 JDK1.7
的 HosSpot 虚拟机中,虽然永久代还存在
,但已经逐步“去永久代”,常量池在堆
。
在 JDK1.8
的 HosSpot 虚拟机中,无永久代,常量池在元空间(用的是计算机的直接内存,而不是虚拟机管理的内存)
。
运行时常量池
运行时常量池(Runtime Constant Pool)是方法区的一部分
。Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息
外,还有一项信息是常量池,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用
,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放
。
直接内存
直接内存(Direct Memory),也被称为堆外内存
,受本机总内存大小及处理器寻址空间的限制
。
JDK1.4 引入了 NIO
(New Input/Output),一种基于通道
(Channel)与缓冲区
(Buffer)的 I/O 方式,它可以使用 Native 函数库直接分配堆外内存
,然后通过一个存储在 Java 堆中的 DirectByteBuffer
对象作为这块内存的引用进行操作。