快速入门JVM

Posted 2021-04-17 奥利奥的笔记

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了快速入门JVM相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

本文将介绍运行时数据区的java栈（java stack）和堆（heap）。介绍栈管运行，堆管存储。介绍栈、堆、方法区的交互。简单介绍GC的发生。

快速入门JVM（二）

序

在数据结构中，队列和栈是必须要掌握的。队列最显著的特点是先进先出（FIFO）。栈的特点是先进后出（FILO）。

栈（Stack）

栈也叫栈内存，主管java程序运行,是在线程创建时创建，他的生命周期跟随线程的生命周期，线程结束占栈内存就释放。栈内存是线程私有。对于栈来说不存在垃圾回收问题。在栈内存中会分配8种基本类型的变量、对象的引用变量和实例方法。

栈的大小和具体的JVM实现有关。

栈帧

栈中的数据都是以栈帧的格式存在，栈帧是一个内存区块，是一个有关方法和运行数据的数据集。每一次调用函数，都会在调用栈上维护一个的独立的栈帧。一个栈帧一般包括：

本地变量：包括输入参数、输出参数以及方法内的变量；

栈操作：入栈、出栈操作；

每一个方法从调用直至执行完毕的过程，对应着一个栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程。

栈帧的应用过程

执行下列代码：

public class testStackFrame {  public void method2(){  System.out.println("栈帧2建立。。");  System.out.println("栈帧2入栈。。");  System.out.println("方法2执行。。");  System.out.println("方法2执行完成。。");  System.out.println("栈帧2出栈。。");  }

 @Test  public void method1() {  System.out.println("栈帧1建立。。");  System.out.println("栈帧1入栈。。");  method2();  System.out.println("方法1继续执行。。");  System.out.println("方法1执行完成。。");  System.out.println("栈帧2出栈。。");  } }

输出如下：

快速入门JVM（二）

对应到栈的操作如下图所示，在一个栈中有两个栈帧，具体过程是：

栈帧1是被最先调用的方法，先入栈；
方法1调用了方法2，栈帧2入栈处于栈顶的位置；
方法2执行完毕，栈帧2弹出；
方法1等调用的方法2执行完毕之后，继续执行完成，栈帧1弹出；
线程结束，栈释放。

快速入门JVM（二）

StackOverFlowError

执行下列代码：

public class TestStackOverFlowError {  public void method2(){  System.out.println("栈帧2建立。。");  System.out.println("栈帧2入栈。。");  System.out.println("方法2执行。。");  method2();  System.out.println("方法2执行完成。。");  System.out.println("栈帧2出栈。。");  }

 @Test  public void method1() {  System.out.println("栈帧1建立。。");  System.out.println("栈帧1入栈。。");  method2();  System.out.println("方法1继续执行。。");  System.out.println("方法1执行完成。。");  System.out.println("栈帧2出栈。。");  } }

会报一个如下图的错误，原因是method2不断调用method2，不断建立栈帧，超出了java栈的空间大小，发生error。

快速入门JVM（二）

栈、堆、方法区的交互关系

快速入门JVM（二）

JVM具体执行流程

看如下代码：

public class TestJVM {   public static void main(String[] args) {  Chinese chinese1 = new Chinese("奥利奥", 24, 6000.0, '男');  Chinese chinese2 = new Chinese();  System.out.println(chinese1.getAge());  } }

系统启动一个java虚拟机进程，这个进程首先加载TestJVM.class文件，读取这个文件中的二进制数据，然后把TestJVM这个类的类信息放到运行时数据区的方法区。即类的加载。

接着，JVM定位到TestJVM中的main()，开始执行他的指令。main()的第一句是

Chinese chinese1 = new Chinese("奥利奥", 24, 6000.0, '男');

就是让JVM创建一个Chinese实例，使用chinese1来引用这个实例。

JVM一看，要建立实例了，直接去方法区（方法区存放了已加载类的结构信息）找，这时候一定找不到，因为还没加载Chinese，既然没加载，那就加载吧，于是把Chinese的类信息存放到方法区。

JVM继续执行下一条指令，在堆区继续创建另一个类Chinese的实例，然后执行打印操作。当JVM执行chinese1.getAge() ，JVM根据局部变量chinese1持有的引用，定位到堆中类Chinese的实例，再根据类Chinese的实例持有的引用，定位到方法区类Chinese的结构信息，从而获取到getAge()成员方法的字节码，接着执行该成员方法包含的指令。

堆（Heap）

一个JVM实例只有一个堆内存，所有线程共享。堆内存大小可以调节。类加载器读取了类文件之后，需要把类、方法、常量、变量放到堆内存中，保存所有引用类型的真实信息，方便执行器执行。

堆内存分为如图三部分：

快速入门JVM（二）