深入理解java虚拟机读书笔记(二)

java和C++在内存动态分配和垃圾收集技术方面明显的区别

一、概述

    对于C、C++从事人员来说,在内存管理领域,他们既是拥有最高权利的皇帝,又是从事最基础工作的劳动人民,即拥有每一个对象的所有权,有负责着每一个对象生命开始到终结的维护责任

    对于java程序员来说,在虚拟机自动内存管理机制的帮助下,,不再需要为每一个new操作去写配对的delete/free代码,不容易出现内存泄漏和溢出方面的问题,但也正是因为把内存的控制权交给java虚拟机,所以一旦出现内存泄漏和溢出,如果不了解虚拟机如何使用内存的,那么将很难排除错误

二、运行时数据区域

    1.程序计数器

    (1)一块较小的内存空间,可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器,是线程私有的内存,生命周期和线程相同

    (2)在任意时刻,一个处理器只能处理一个线程的指令

   (3)如果线程正在执行的是一个java方法,这个计数器记录的是当前线程执行的字节码指令的地址,如果正在执行的是native方法,这个计数器值则为空,

   (4)程序计数器是唯一一个在虚拟机规范中没有任何OutOfMemoryError情况的区域

    2.java虚拟机栈

    (1)虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型,也是线程私有的,其生命周期和线程相同

    (2)每个方法执行的同时会建立一个栈帧用于存放局部变量表、操作数栈、动态链接和方法接口等信息,每一个方法从调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧从虚拟机栈中入栈和出栈的过程

    (3)局部变量表存放了编译器可知的各种数据类型、对象引用和returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)

    (4)64位长度的long和double类型会占用两个局部变量空间,其余数据类型只占用一个

    (5)局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配,,当进入一个方法时,这个方法需要在栈帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的,运行期间不会改变局部变量表的大小

    (6)存在两种异常:StackOverFlowError 线程请求的栈的深度大于虚拟机所允许的深度;OutOfMemoryError 如果虚拟机栈可以扩展,同时在扩展的时候无法申请到足够的内存

    3.本地方法栈

    (1)本地方法栈和虚拟机栈发挥的作用相似,只不过虚拟机栈为虚拟机执行的java方法服务,而本地方法栈为虚拟机使用到的本地方法服务

    (2)同虚拟机栈相同,本地方法栈也会抛出两种异常

    4.java堆

    (1)对于大多数应用来说,java堆是java虚拟机管理的内存中最大的一块,线程共享,虚拟机启动的时候创建

    (2)内存区域的目的是存放对象实例,几乎所有的对象实例都在这里分配内存(所有对象实例和数组都要在堆上分配)

    (3)java堆是垃圾收集器管理的主要区域,,因此有时候被叫做GC堆,java堆可以分为新生代和老年代

    (4)java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区,,目的是更好的回收内存和更快的分配内存

    (5)Java堆可以处于物理不连续的内存空间中,只要逻辑连续就可以,在实现时既可以实现成固定大小的,也可以是可扩展的

    (6)堆中没有内存完成分配,并且堆也无法扩展,会出现OutOfMemoryError

    5.方法区

    (1)各个线程共享的内存区域,用于存储已被虚拟机加载了的类信息,常量,静态变量以及即时编译器编译后的代码等,

    (2)可以和java堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小和可扩展,还可以选择不实现垃圾回收

    (3)当方法区无法满足内存分配需求时,会出现OutOfMemoryError

    6.运行时常量池

    (1)方法区的一部分,运行时常量区相对于class文件常量区的一个重要特征是具备动态性,运行期间也可以将新的变量放入池内

    (2)存在OutOfMemoryErro

    7.直接内存

    (1)直接内存并不是java虚拟机运行时数据区的一部分也不是Java虚拟机规范当中定义的内存区域,

    (2)他可以通过Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存放在java堆中的DirectByteBuffer对象做为这块内存的引用进行操作

三、对象的创建

    (1)虚拟机遇到一个New指令

    (2)首先检查指令参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用

    (3)检查这个符号引用对应的类是否已被加载、解析、初始化过

    (4)若没有加载过,则需要加载

    (5)为新生对象分配内存空间(指针碰撞||空闲列表)(所使用的垃圾收集器有没有压缩整理功能决定)

    (6)线程安全保证(对分配内存空间动作进行同步处理||把内存分配动作按照线程分配在不同的空间进行)

    (7)把分配到的内存空间初始化为0

    (8)调用init方法

四、对象的内存布局

    (1)对象头:一部分用于存储对象自身的运行时数据,另一部分是类型指针

    (2)实例数据:真正存储的有效数据

    (3)对齐填补:自动内存管理系统要求对象的大小必须是8字节的整数倍,而对象头刚好是8字节的整数倍,所以当实例对象没有对齐时需要对齐填充补齐

五、对象访问定位

    1.使用句柄:reference中存放的是稳定的句柄地址,当对象被移动时,只会改变句柄中的实例数据指针

    2.直接指针

    

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