Java虚拟机的初步了解

Posted 2022-06-03 wudidamowang666

Java虚拟机运行时数据区：

 

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Java虚拟机在执行Java程序的过程中会将其管理的内存划分为若干个不同的数据区域，这些区域有各自的用途、
创建和销毁的时间，有些区域随虚拟机进程的启动而存在，有些区域则是依赖用户线程的启动和结束来建立和销毁。
Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区域，如图：

1.1.1程序计数器

指向当前线程正在执行的字节码指令，内存空间小，线程私有。字节码解释器的工作就是通过改变计数器的
值来选取下一条需要执行指令的字节码指令，分支，循环，跳转，异常处理，线程恢复等功能都需要依赖计
数器来完成。

　如果线程正在执行一个Java方法，那么计数器记录的则是虚拟机字节码指令的地址；

　如果执行的是Native方法，这个计数器的值则为 (Undefined)。

1.1.2Java虚拟机栈

线程私有，生命周期和线程一直。描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈帧
(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口的那个信息。每一个方法从调用直至执行结束
或者抛出未捕获的异常时，就对应着一个栈帧从虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

（1）栈帧：栈帧存储方法的相关信息，包含局部变量数表、返回值、操作数栈、动态链接
a、局部变量表：包含了方法执行过程中的所有变量(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference 类型)和 returnAddress 类型(指向了一条字节码指令的地址)。局部变量数组所需要的空间在编译期间完成分配，在方法运行期间不会改变局部变量数组的大小。
b、返回值：如果有返回值的话，压入调用者栈帧中的操作数栈中，并且把PC的值指向 方法调用指令 后面的一条指令地址。
c、操作数栈：操作变量的内存模型。操作数栈的最大深度在编译的时候已经确定（写入方法区code属性的max_stacks项中）。操作数栈的的元素可以是任意Java类型，包括long和double，32位数据占用栈空间为1，64位数据占用2。方法刚开始执行的时候，栈是空的，当方法执行过程中，各种字节码指令往栈中存取数据。
d、动态链接：每个栈帧都持有在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链接。

1.1.3本地方法栈

区别于 Java 虚拟机栈的是，Java 虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法(也就是字节码)服务，而本地方法栈则为虚拟机
使用到的 Native 方法服务。也会有 StackOverflowError 和 OutOfMemoryError 异常。

（1）调用本地native的内存模型
（2）线程独享。

1.1.4Java堆（Heap）

线程共享，主要是存放对象实例和数组。内部会划分出多个线程私有的分配缓冲区。可以位于物理上不连续的空间，但是
逻辑上要连续。

（1）Java堆是虚拟机管理的内存中最大的一块
（2）Java堆是所有线程共享的区域
（3）在虚拟机启动时创建
（4）此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有对象实例都在这里分配内存。存放new生成的对象和数组
（5）Java堆是垃圾收集器管理的内存区域，因此很多时候称为“GC堆”

1.1.5方法区

属于共享内存区域，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等数据。

 

下图是介绍每个区域存储的内容

1.1.6 运行时常量池

属于方法区一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。编译器和运行期(String 的 intern() )
都可以将常量放入池中。内存有限，无法申请时抛出 OutOfMemoryError。

1.1.7 直接内存

非虚拟机运行时数据区的部分