jvm 复习概要(一) java 内存结构

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一、内存结构

从大结构来说,JAVA虚拟机内存主要分为 线程共享区线程独占区,如下图

1.线程共享区

线程共享区主要包括java堆和方法区

1.1 java堆

主要存放对象,分为edan区新生代老年代是垃圾收集器的主要管理区域

1.2 方法区(包含常量池)

主要存储虚拟机加载的类信息(类的版本,类的字段,类的方法,类的接口),常量,静态变量,即使编译器变异后的代码等数据。所抛异常: OutOfMemoryError

一个创建对象的典型例子

S1和s2直接赋值,是存储在方法区的常量池当中。

而s3 是通过创建string对象来赋值,abc存在堆内存当中。

所以s1,s2内存地址相同,s3内存地址不同

 

2.线程独占区

主要分为程序计数器,虚拟机栈,本地方法栈

2.1 程序计数器

 

程序计数器是一块较小的内存空间,它可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。

如果线程执行的是java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。如果正在执行的是native方法,这个计数器的值是undefined。

此区域是卫衣一个在java虚拟机规范中没有规定人和OutOfMemoryError情况的区域

2.2.java虚拟机栈

Java Virtual Machine Stacks,线程私有,生命周期与线程相同,描述的是Java方法执行的内存模型:每一个方法执行的同时都会创建一个栈帧(Stack Frame),由于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法的执行就对应着栈帧在虚拟机栈中的入栈,出栈过程。

  • 局部变量表:
    • 存放编译期可知的各种基本数据类型、对象引用类型和returnAddress类型(指向一条字节码指令的地址:函数返回地址)。
    • long、double占用两个局部变量控件Slot。
    • 局部变量表所需的内存空间在编译期确定,当进入一个方法时,方法在栈帧中所需要分配的局部变量控件是完全确定的,不可动态改变大小。
    • 异常:线程请求的栈帧深度大于虚拟机所允许的深度---StackOverFlowError,如果虚拟机栈可以动态扩展(大部分虚拟机允许动态扩展,也可以设置固定大小的虚拟机栈),但是无法申请到足够的内存---OutOfMemorError。
  • 操作数栈:

    • 后进先出LIFO,最大深度由编译期确定。栈帧刚建立使,操作数栈为空,执行方法操作时,操作数栈用于存放JVM从局部变量表复制的常量或者变量,提供提取,及结果入栈,也用于存放调用方法需要的参数及接受方法返回的结果。
    • 操作数栈可以存放一个jvm中定义的任意数据类型的值。
    • 在任意时刻,操作数栈都一个固定的栈深度,基本类型除了long、double占用两个深度,其它占用一个深度
  • 动态连接:

          每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用,持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态连接。Class文件的常量池中存在有大量的符号引用,字节码中的方法调用指令就以常量池中指向方法的符号引用为参数。这些符号引用,一部分会在类加载阶段或第一次使用的时候转化为直接引用(如final、static域等),称为静态解析,另一部分将在每一次的运行期间转化为直接引用,这部分称为动态连接。

  • 方法返回地址:
    • 当一个方法被执行后,有两种方式退出该方法:执行引擎遇到了任意一个方法返回的字节码指令或遇到了异常,并且该异常没有在方法体内得到处理。无论采用何种退出方式,在方法退出之后,都需要返回到方法被调用的位置,程序才能继续执行。方法返回时可能需要在栈帧中保存一些信息,用来帮助恢复它的上层方法的执行状态。一般来说,方法正常退出时,调用者的PC计数器的值就可以作为返回地址,栈帧中很可能保存了这个计数器值,而方法异常退出时,返回地址是要通过异常处理器来确定的,栈帧中一般不会保存这部分信息。
    • 方法退出的过程实际上等同于把当前栈帧出栈,因此退出时可能执行的操作有:恢复上层方法的局部变量表和操作数栈,如果有返回值,则把它压入调用者栈帧的操作数栈中,调整PC计数器的值以指向方法调用指令后面的一条指令。

2.3 本地方法栈

与虚拟机栈的比较:

虚拟机栈为虚拟机执行java方法服务

本地方法栈为虚拟机执行native方法服务

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