JVM-内存区域
1.运行时数据区
Java对于内存的管理时采用分区的方式
1.1 程序计数器
程序计数器可以看作当前线程所执行的字节码的行号指示器。它通过标示吓一跳需要执行的字节码指令完成指令切换,可以说一个线程的运行就是在该计数器的不断变化推动下一步一步完成的。
关于程序计数器你需要知道的:
- 它是一块很小的内存空间,几乎可以忽略不计。也是运行速度最快的存储区域
- 在JVM规范中,每个线程都有它自己的程序计数器,是线程私有的,生命周期与线程的生命周期一致
- 它是程序控制流的指示器,分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要以来这个计数器来完成
- 字节码解释器工作就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令
- 任何时间一个线程都只有一个方法在执行,也就是所谓的当前方法。如果当前线程正在执行的是Java方法,程序计数器记录的是JVM字节码指令地址,如果是执行native方法,则是未指定值(undefined)
- 它是唯一一个在JVM规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域
1.2虚拟机栈
Java虚拟机栈,早期也叫Java栈。每个线程在创建的时候都会创建一个虚拟机栈,其内部保存一个个的栈帧(Stack Frame),对应着一次次Java方法调用,是线程私有的,生命周期和线程一致。
虚拟机栈的操作只有两个,就是入栈和出栈。当调用一个新的方法时,就构建一个栈帧压入到栈中,而一个方法执行结束,就会有一个栈帧出栈,整个遵循FIFO原则。
栈帧中主要存储了局部变量表,操作数栈,动态链接,方法出口等信息
在一个活动线程中,一个时间点,只会有一个活动的栈帧。即只有当前正在执行的方法的栈帧是有效的,这个栈帧被称为当前栈帧。
不同线程中所包含的栈帧时不允许存在相互引用的。既不可能在一个栈帧中引用另外一个线程的栈帧。
会出现方法a中有方法b,这个时候就是栈帧b会返回此方法的执行结果个栈帧a。
内存区域规定了两种异常情况:
- 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常;
- 如果Java虚拟机栈容量可以动态扩展,当栈扩展时无法申请到足够的内存会抛出
1.3 本地方法栈
一个Native Method就是一个Java调用非Java代码的接口。我们知道Unsafe类有很多本地方法。
Unsafe方法一般用来直接访问系统内存资源,自主管理内存资源等。
本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的,区别只是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法,本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地方法(Native)方法服务。
1.4Java堆
Java堆是所有线程共享的一块内存区域,“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。也是垃圾收集器管理的内存区域
1.5方法区
与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域,用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
虽然Java虚拟机规范吧方法去描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫Non-Heap,目的应该是把Java堆区分开。方法区的大小和堆空间一样,可以选择固定大小可选择扩展,方法区的大小和对空间一样,可以选择固定大小也可以选择可扩展,方法区的大小决定了系统可以放多少个类,如果系统类太多,导致方法区溢出,虚拟机同样会抛出 内存溢出OutOfMemoryError错误。JVM关闭后方法区将被释放。
1.6运行时常量池
方法区的一部分
Class文件中除了类的版本/字段/方法/接口等描述信息外,还有一项信息是常量池表,用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
JVM为每个已加载的类型都维护一个运行时常量池,在加载类和接口到虚拟机后创建。所以运行时常量池相对于Class文件常量池的另一重要特性:具备动态性
1.7 本地内存和直接内存
本地内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分,它也不是Java虚拟机规范定义的内存区域。
直接内存是受本机物理内存的限制,引入一种基于通道(Channel)与缓存区的I/O模式,它可以使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在Java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用操作
-》这样避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据,显著提高性能。
- Java程序内存 = JVM内存+本地内存
- 本地内存 = 元空间+直接内存