Java8-JVM内存区域划分白话解读

前言

java作为一款能够自动管理内存的语言,与传统的c/c++语言相比有着自己独特的优势。虽然我们无需去管理内存,但为了防范可能发生的异常,我们需要对java内部数据如何存储有一定了解,已应对突发问题,写出更好的程序

JVM对运行时程序内存的划分

java程序在被编译成字节码后,由JVM执行,执行期间产生的所有数据,会被分门别类的存储在JVM预设好的区域里,具体情况如下所示

以下为java8的内存分布图

Tips:红色是线程共享的,黄色是线程私有的

接下来我们着重讨论Java8中的内存分布情况

JVM管理的内存

这部分内存在JVM中,由JVM直接分配,初始大小、最大大小都可以由JVM进行配置

程序计数器

是一段较小的内存空间,用于告诉字节码解释器下一条执行哪一个字节码指令。是唯一一个在《java虚拟机规范》没有规定任何OutOfMemoryError的区域

每条线程必须有独立的程序计数器,以确保切换线程时,线程可以在正确的位置继续执行字节码

Tips:当执行Native方法时,计数器值为空(undefined)


虚拟机栈

我们平常俗称的栈指的就是虚拟机栈,用来描述和存储Java方法的内存模型。里面的数据生命周期在编译时就已经确定了,比如局部变量方法调用结束就该释放,内存很容易管理,所以并不是很依赖GC

具体行为:

每当执行一个方法时,JVM就会创建一个栈帧放进虚拟机栈中

栈帧的内容包括但不限于:

  1. 局部变量表(也包括形参)
    • 八大基本数据类型
    • 引用类型(直接指针或者句柄,由具体的JVM实现决定)
    • returnAddress类型 (用于方法结束回到原来的字节码位置继续执行)
  2. 操作数栈
    • 开始时是空的,运行后逐渐入栈出栈,比如算数运算就是操作数栈进行的
  3. 动态连接
  4. 方法出口

直到方法执行结束,JVM就会将此方法的栈帧出栈

显然,如果多个线程共用同一虚拟机栈,会出现某个线程的方法还没执行完毕,又被另一线程的栈帧入栈,破坏了方法数据结构。所以虚拟机栈是线程私有的

returnAddress作用

用于执行完方法后回到调用方法的位置继续往下执行

当一个栈帧入栈时,returnAddress保存当前程序计数器的值,即当前字节码位置,然后开始执行方法,方法执行结束后,用returnAddress的值恢复程序计数器,即回到调用方法时的字节码位置


本地方法栈

几乎与虚拟机栈一样的作用,其区别是,本地方法栈为本地Native方法服务,通常是本地的C/C++库的方法,而虚拟机栈是为java方法服务的


堆区

通常是JVM中最大的内存区域,也是垃圾收集器GC最经常光顾的区域,里面的数据生命周期无法在编译时确定,需要GC来帮助判断是否是“死亡变量”,以回收没必要的内存。

存储的内容:

  1. 对象的实例
  2. 数组
  3. 字符串常量池
    • 物理上在堆区,逻辑上是方法区的内容
  4. 静态变量
    • 物理上在堆区,逻辑上是方法区的内容

本地内存

默认情况使用大小只受限于本地内存的实际大小

但我们任可以通过JVM配置限制使用大小

这里面的数据一般不经常变动,存放在这里被JVM间接管理较为合适(间接管理速度肯定比JVM内部的慢些)

方法区(元空间)

java8使用元空间来实现的方法区,《Java虚拟机规范》中方法区为堆区的逻辑部分,堆中的对象依靠方法区存储的类信息来生成实例

存储的内容:

  1. 运行时常量池
    • 字面量
    • 符号引用
  2. 类信息
    • 类型
      • 完整名
      • 修饰符
      • 父类、接口信息
      • 名称
      • 类型
    • 方法
      • 名称
      • 参数
      • 返回值
      • 字节码

以上包含了一些有代表性的内容,并不代表方法区存储的全部内容


直接内存

此部分并不常用,至少对我目前来说。

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原文出处:www.shaoqun.com/a/1228103.html

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