JVM内存模型详细解析

JVM内存模型详情解析

一、结构图

在这里插入图片描述

NOTE: string常量池存在堆内存中

二、各部分详情解析

1、堆

1）老年代

对象年龄（经过一次 monitor GC 年龄加1） >15 的会存到老年代

2）年轻代

eden
- 内存分配默认是年轻代 80%
survivor
- 内存分配默认是年轻代20%（from 和 to 区分别占10%）

3）常量池：

String常量存储在堆中

2、虚拟机栈

1）局部变量表

存储的数据：存放方法参数和方法内定义的局部变量
note：局部变量表的容量以变量槽(Variable Slot)为最小单位，Java程序编译为Class文件时,就在方法的Code属性中的max_locals数据项中确定了该方法所需分配的局部变量表的最大容量。(最大Slot数量)

2）操作数栈

存储的数据
- 和局部变量区一样，操作数栈也是被组织成一个以字长为单位的数组。但是和前者不同的是，它不是通过索引来访问，而是通过标准的栈操作—压栈和出栈—来访问的
note：操作数栈的最大深度也在编译的时候写入到方法的Code属性的max_stacks数据项中，操作数栈的深度都不会超过max_stacks中设置的最大值。

3）动态链接

**介绍：**Java 是在运行期间动态链接的，所以为了支持动态链接，需要将方法区里面的符号引用转为直接引用（即：给出地址），这就叫动态链接

4）方法出口信息

note:栈中每一个线程 都会创建自己的栈帧，每个栈帧中又会分为以上四种信息

源码及字节码解析栈

3、本地方法栈

和虚拟栈类似，只是存储native修饰的方法信息

4、元数据区/元空间

1）类信息

2）静态变量

static修饰的变量

3）常量池

常量池在java用于保存在编译期已确定的，已编译的class文件中的一份数据。它包括了关于类，方法，接口等中的常量，也包括字符串常量，如String s = "java"这种申明方式；当然也可扩充，执行器产生的常量也会放入常量池，故认为常量池是JVM的一块特殊的内存空间。
Java是一种动态链接的语言，常量池的作用非常重要，常量池中除了包含代码中所定义的各种基本类型（如int、long等等）和对象型（如String及数组）的常量值外，还包含一些以文本形式出现的符号引用，比如：

类和接口的全限定名；

字段的名称和描述符；

方法的名称和描述符。

在C语言中，如果一个程序要调用其它库中的函数，在链接时，该函数在库中的位置（即相对于库文件开头的偏移量）会被写在程序中，在运行时，直接去这个地址调用函数；

而在Java语言中不是这样，一切都是动态的。编译时，如果发现对其它类方法的调用或者对其它类字段的引用的语句，记录进class文件中的只能是一个文本形式的符号引用，在连接过程中，虚拟机根据这个文本信息去查找对应的方法或字段。

所以，与Java语言中的所谓“常量”不同，class文件中的“常量”内容很丰富，这些常量集中在class中的一个区域存放，一个紧接着一个，这里就称为“常量池”。
class文件共有11种常量表

常量表类型	标志值(占1 byte)	描述
CONSTANT_Utf8	1	UTF-8编码的Unicode字符串
CONSTANT_Integer	3	int类型的字面值
CONSTANT_Float	4	float类型的字面值
CONSTANT_Long	5	long类型的字面值
CONSTANT_Double	6	double类型的字面值
CONSTANT_Class	7	对一个类或接口的符号引用
CONSTANT_String	8	String类型字面值的引用
CONSTANT_Fieldref	9	对一个字段的符号引用
CONSTANT_Methodref	10	对一个类中方法的符号引用
CONSTANT_InterfaceMethodref	11	对一个接口中方法的符号引用
CONSTANT_NameAndType	12	对一个字段或方法的部分符号引用

(1) CONSTANT_Utf8 用UTF-8编码方式来表示程序中所有的重要常量字符串。这些字符串包括： ①类或接口的全限定名， ②超类的全限定名，③父接口的全限定名， ④类字段名和所属类型名，⑤类方法名和返回类型名、以及参数名和所属类型名。⑥字符串字面值

表格式： tag(标志1：占1byte) length(字符串所占字节的长度，占2byte) bytes(字符串字节序列)

(2) CONSTANT_Integer、 CONSTANT_Float、 CONSTANT_Long、 CONSTANT_Double 所有基本数据类型的字面值。比如在程序中出现的1用CONSTANT_Integer表示。3.1415926F用 CONSTANT_Float表示。

表格式： tag bytes(基本数据类型所需使用的字节序列)

(3) CONSTANT_Class 使用符号引用来表示类或接口。我们知道所有类名都以 CONSTANT_Utf8表的形式存储。但是我们并不知道 CONSTANT_Utf8表中哪些字符串是类名，那些是方法名。因此我们必须用一个指向类名字符串的符号引用常量来表明。

表格式： tag name_index(给出表示类或接口名的CONSTANT_Utf8表的索引)

(4) CONSTANT_String 同 CONSTANT_Class，指向包含字符串字面值的 CONSTANT_Utf8表。

表格式： tag string_index(给出表示字符串字面值的CONSTANT_Utf8表的索引)

(5) CONSTANT_Fieldref 、 CONSTANT_Methodref、 CONSTANT_InterfaceMethodref 指向包含该字段或方法所属类名的 CONSTANT_Utf8表，以及指向包含该字段或方法的名字和描述符的 CONSTANT_NameAndType 表

表格式： tag class _index(给出包含所属类名的CONSTANT_Utf8表的索引) name_and_type_index(包含字段名或方法名以及描述符的 CONSTANT_NameAndType表的索引)

(6) CONSTANT_NameAndType 指向包含字段名或方法名以及描述符的 CONSTANT_Utf8表。

八种基本类型的包装类和对象池

java中基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术，这些类是Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean,另外两种浮点数类型的包装类则没有实现。另外Byte,Short,Integer,Long,Character这5种整型的包装类也只是在对应值小于等于127时才可使用常量池，也即对象不负责创建和管理大于127的这些类的对象。