深入理解Java虚拟机(三)——JVM内存结构+JVM执行引擎

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深入理解Java虚拟机(一)——JVM整体架构

深入理解Java虚拟机(二)——类加载器深入解析

深入理解Java虚拟机(三)——JVM内存结构+JVM执行引擎

深入理解Java虚拟机(四)——JVM性能调优监控工具


JVM内存结构

本地方法栈(线程私有)登记native方法,在Execution Engine执行时加载本地方法库

程序计数器线程私有就是一个指针,指向方法区中的方法字节码(用来存储指向下一条指令的地址,也即将要执行的指令代码),由执行引擎读取下一条指令,是一个非常小的内存空间,几乎可以忽略不记。

方法区(线程共享)类的所有字段和方法字节码,以及一些特殊方法如构造函数,接口代码也在此定义。简单说,所有定义的方法的信息都保存在该区域,静态变量+常量+类信息(构造方法/接口定义)+运行时常量池都存在方法区中,虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫做 Non-Heap(非堆),目的应该是与 Java 堆区分开来。

Java栈(线程私有 Java线程执行方法的内存模型一个线程对应一个栈,每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧(用于存储局部变量表,操作数栈,动态链接,方法出口等信息不存在垃圾回收问题,只要线程一结束该栈就释放,生命周期和线程一致

 

JVM对该区域规范了两种异常:

1) 线程请求的栈深度大于虚拟机栈所允许的深度,将抛出StackOverFlowError异常

2) 若虚拟机栈可动态扩展,当无法申请到足够内存空间时将抛出OutOfMemoryError,通过jvm参数Xss指定栈空间,空间大小决定函数调用的深度

 •实例详解Java

++方法区的交互关系

HotSpot是使用指针的方式来访问对象

Java堆中会存放访问类元数据的地址

reference存储的就直接是对象的地址

(线程共享):虚拟机启动时创建,用于存放对象实例,几乎所有的对象(包含常量池)都在堆上分配内存,当对象无法再该空间申请到内存时将抛出OutOfMemoryError异常。同时也是垃圾收集器管理的主要区域。可通过 -Xmx –Xms 参数来分别指定最大堆和最小堆

新生区

类诞生、成长、消亡的区域,一个类在这里产生,应用,最后被垃圾回收器收集,结束生命。

新生区分为两部分: 伊甸区(Eden space)和幸存者区(Survivor pace) ,所有的类都是在伊甸区被new出来的。幸存区有两个: 0区(Survivor 0 space)和1区(Survivor 1 space)。当伊甸园的空间用完时,程序又需要创建对象,JVM的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收(Minor GC),将伊甸园区中的不再被其他对象所引用的对象进行销毁。然后将伊甸园中的剩余对象移动到幸存 0区。若幸存 0区也满了,再对该区进行垃圾回收,然后移动到1区。那如果1区也满了呢?

老年区

新生区经过多次GC仍然存活的对象移动到老年区。若老年区也满了,那么这个时候将产生MajorGCFullGC,进行老年区的内存清理。若老年区执行了Full GC之后发现依然无法进行对象的保存,就会产生OOM异常“OutOfMemoryError

元数据区

元数据区取代了永久代(jdk1.8以前),本质和永久代类似,都是JVM规范中方法区的实现,区别在于元数据区并不在虚拟机中,而是使用本地物理内存,永久代在虚拟机中,永久代逻辑结构上属于堆,但是物理上不属于堆,堆大小=新生代+老年代。元数据区也有可能发生OutOfMemory异常。

  • Jdk1.6及之前: 有永久代, 常量池在方法区
  • Jdk1.7:       有永久代,但已经逐步“去永久代”,常量池在堆
  • Jdk1.8及之后: 无永久代,常量池在元空间

元数据区的动态扩展,默认XX:MetaspaceSize值为21MB的高水位线。一旦触及则Full GC将被触发并卸载没有用的类(类对应的类加载器不再存活),然后高水位线将会重置。新的高水位线的值取决于GC后释放的元空间。如果释放的空间少,这个高水位线则上升。如果释放空间过多,则高水位线下降。

为什么jdk1.8用元数据区取代了永久代?

官方解释:移除永久代是为融合HotSpot JVMJRockit VM而做出的努力,因为JRockit没有永久代,不需要配置永久代

JVM执行引擎

执行引擎:读取运行时数据区的Java字节码并逐个执行

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