JAVA 虚拟机的内存模型

Posted 2022-07-01 wx62be51b466b43

1.这个话题其实被很多人写过了，但是也会被很多人继续写下去，我就是其中一个。

2.JVM的内存划分其实并不是一样的，因为每个虚拟机，每个版本都会有一定的改动。本文讨论的是HotSpot虚拟机的内存模型（JAVA虚拟机的一个版本）。

以上就是JVM的内存结构。

一个一个来说。

首先提两个概念：线程私有和线程共享。这个指的是在多线程的环境下，如果一个线程的某些资源只能是自己访问，其他线程不可访问，那么就是线程私有，相反，如果所有线程共享某份资源就是线程共享。

（1）程序计数器，（Program Counter Register）。这个在机组里面其实有很到位的解释，当然了这里其实和机组里面的是差不多的。因为JVM主要是解释字节码的，所以这个计数器的作用就是标识当前线程解释到了哪一行字节码，通过改变这个计数器的值来让程序不断地执行。这块内存肯定是线程私有的，因为每个线程解释到的位置是不尽相同的，所以这个具有线程的特殊性，必须线程私有。

（2）JAVA虚拟机栈（JAVA Virtual Machine Stacks）。虚拟机栈其实是描述JAVA方法执行的内存模型，这个很好理解，比如当前线程里面有很多函数执行，那么这些函数需要压栈，出栈等。这些操作都是在这个虚拟机栈里完成的。这个也是线程私有的。

（3）本地方法栈。（Native Method Stack）。这个其实是为了本地方法而设置的栈。什么是本地方法？接下来讨论这个问题。

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JAVA中的Native方法：

1.native是java中的一个关键字，表明该方法是一个native方法。那么什么叫做native方法呢？

native方法也叫做本地方法，是该系统提供并且实现的方法，jvm只需要调用即可。

    众所周知，java跨平台的基础就是因为有了java虚拟机，jvm就是一个翻译官，可以把字节码给翻译出来。但是，这样的特性，也让java失去了对底层的操作能力，因为需要跨平台，当然就不能直接操作底层，要不然移植到别的平台上很有可能就会不兼容。

    然而有些操作是必要的，比如一些系统调用，这如何实现？

2.JNI：为了解决这些问题，java提供了一种和其他语言交互的接口机制：java native interface。java 本地方法接口，通过这个机制，我们可以用java调用本地实现的方法，然后再用本地方法操作底层。这样就实现了java操作底层的目标

     当然了，一般都是和c++/c交互。具体的方式就是：把当前方法做成dll，java调用这个dll。

                                 

r然后再当前目录下执行javac ,编译出字节码文件，再用javah，编译出头文件。编译出的头文件：

                               

使用这个头文件，做一个动态链接库。具体做法就是新建一个.c,包含这个头文件，实现HelloJNI方法：

               

把这个.c文件，编译成动态链接库，把这个库放到当前目录下，或者直接放在system32里，再去执行java代码，就可以成功。

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回到刚才的话题，其实可以看出来，native方法就是本地实现的方法，然后java通过JNI调用。那么本地方法执行的时候也是需要栈的，所以才有本地方法栈。当然，本地方法栈也是线程私有的。

（4）java 堆（java heap）：堆其实是虚拟机中最大的一块，并且堆是所有线程共享的。这里存放着所有的对象实例以及数组。这里也是垃圾回收主要关心的区域。所以从内存回收的角度来看，会分为几个区：粗粒度一点就是新生代和老年代，细粒度一点就是：Eden，From Surrvivor,To Surrvivovr.堆的大小是有限的，并且物理储存可以不连续。

（5）方法区：这里储存的是已经被虚拟机加载后的信息，常量，静态变量等。这里是线程共享的。方法区一般是不可变的，因此也被称为永久代，当然，二者事实上并不是等价的。方法去里面有一个区叫做运行时常量池，这里存放的是编译器的字面常量，符号引用，以及已经被虚拟机加载过的类的信息。当然了，对于非类文件来说，并不是只有编译期才会被放入常量池，java提供了intern()方法，只要是该变量实现了这个方法，可以调用这个方法把它放到常量池中去。

以上就是五个区的划分，其实只要是清楚了他们到底是干什么的，性质自己分析也能得到。