Java虚拟机从入坑到入土

Posted 2021-04-30 Java从入坑到入土

今天来了解一下Java的内存区域分为哪些部分及各个部分的功能特点，本文的所有知识均由笔者从《深入理解Java虚拟机》归纳及总结，若有任何理解不恰当的地方，欢迎大家向我提出！非常乐意与你们交流！

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首先我们来看看Java的运行时数据区域

也许第一次看到这幅图的时候，我们都会有一种感觉就是很乱，不知道是什么东西，我们可以将运行时数据区里面的五大区域分成两大部分：

一、线程共享

所有线程都会共享这些区域，线程的相关操作都会对其它线程可见并有可能带来影响。

1. 堆

• 堆的作用是存储对象实例，也就是我们最常见的使用对象时，必须要先new一个对象

• 它是内存最大的一块区域

• 它是垃圾回收器的主要区域：Java和C++的区别就好比吃完饭以后，如果我们要自己把垃圾扔到垃圾桶里面，那么就是C++；而如果我们吃完饭不用主动扔垃圾，垃圾会被其他打扫卫生的清洁人员回收，那么这就是Java的特性，不用自己去回收垃圾。而交给垃圾回收器去回收。

• （了解）Java堆可细分为新生代和老年代、Eden空间、Survivor空间······这些都是为了方便垃圾回收器识别各种不同的对象的特性，提高回收垃圾的效率，但是各个空间都是存储对象实例，没有任何存储内容上的区别。

• 当堆中的内存被使用完并且无法再扩展时，就会抛出OutOfMemoryError异常。

2. 方法区(近乎于"永久代")

• 方法区的作用是存储已经被JVM加载的信息：类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码、常量池

• 方法区可选择不实现垃圾回收，因为大部分数据进入方法区就是"永久"存在的了；方法区进行垃圾回收的目标主要是常量池的回收及类型的卸载

• 当方法区无法满足内存分配需求时会抛出OutOfMemoryError异常

2.1 运行时常量池

• 它是方法区的其中一部分，具备动态性：在运行期间能够将新的常量放入池中，典型的例子是：String.intern()

• 当它无法向方法区申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常

二、线程私有

每个线程创建时都会有自己独立的区域、线程之间不互相共享这些区域！

1. 程序计数器

• 调用native方法时程序计数器不工作，指向空

• native方法指的是在Java中可调用的方法，但是方法体不是由Java代码编写的，有可能是由C或C++编写的

• 由于不是由Java语言编写的方法，自然也无法生成字节码，并且C/C++方法执行时的内存分配是由其语言本身决定的，不能由JVM决定。

• 程序计数器是唯一一个不会抛出异常的区域，因为其占用的内存非常的小，可忽略不计

2. Java虚拟机栈

• 执行Java方法，每个方法在执行时都会创建栈帧，方法执行结束后，栈帧会弹出虚拟机栈，相信大家会对这句话有点印象，在初学Java时会听说过方法压栈执行和结束弹栈这两个概念。

• 栈帧是方法运行的基本数据结构，它主要含有局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口······

• 局部变量表在编译期完成内存分配，也就是说在栈帧中局部变量表需要多少内存空间是完全确定的，不会在程序运行时改变。

• 当线程请求的栈帧深度大于Java虚拟机栈的深度时，无法继续放入栈帧，此时会抛出StackOverFlow异常

• 常见情况：死递归（晕乎乎~）

• 当虚拟机栈请求的内存空间大于主机内存时，会抛出OutOfMemoryError异常，虚拟机栈内存不可能大于主机内存！

returnAddress类型个人理解：

我认为这也就是为什么在执行返回值为void类型的方法时也可以手动添加return ;去提前终止方法的原因。

3. 本地方法栈

• 执行native方法，什么是native方法在上面有介绍

• 它和Java虚拟机栈的作用几乎是一样的

• 为什么将本地方法栈和Java虚拟机栈不合二为一呢？

• 在著名的Sun HotSpot虚拟机中就是将它们合二为一了，具体细节没有深究，有兴趣的读者可以去了解了解。

• 它同样也会抛出与Java虚拟机栈相同的两个异常

三、结尾

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感谢你们阅读我编写的推文！今天就介绍这么多啦，希望能让你们对于JVM的运行时数据区域有一个初步的了解，起码你会了解到JVM会分为哪几个区域，它们各自的功能是什么，尽管这都是一些基础性的概念知识，但是我认为基础的知识也是非常重要的，如果我有任何写得不正确和不准确的地方，欢迎大家向我提出来，我们可以一起学习和交流！

2019年9月20日

小菠萝