My java——JVM(内存域)

本文详细解析JVM内存布局,包括程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆和方法区的功能与作用。阐述了每部分的特性及与线程的关系,帮助读者掌握JVM内存管理机制。

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 是呀,java内存是我们在java编程中很少考虑到的,也没用真正的管理过。也许都知道JVM有自己的垃圾回收机制,所以在编程中没有考虑过,的确JVM帮我们解决了在C++中最头痛的事情。但这里还是要抛出一点JVM内存的一点知识,以便明白java程序在JVM运行原理。
    关于JVM的内存有很多不同的说法和版本,,反正我是是弄混了的,在上篇博文中也提到存储的分类。也许是JVM有不同的版本吧,所以有很多不同的说法。

从上图可以见到的看出分为五个部分,两个是线程共享区,三个线程隔离区。

 

 

PROGEAM COUNTER REGISTER
(程序计数器)

线程私有
指向下一条要很执行的指令

JAVA STACK
(虚拟机栈)

线程私有
存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口

NATIVE METHOD STACK
(本地栈)

线程私有
为虚拟机使用到的Native 方法服务

HEAP
(堆)

线程共享
所有的对象实例以及数组都要在堆上分配
回收器主要管理的对象

MEATHOD AREA
(方法区)

线程共享
非堆主要区域
存储类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码

1、程序计数器
    记录java线程的标记,可以简单理解成一个线程的ID,和记录该线程的运行状况。

2、JVM栈
    本地变量表存放了编译期可知的各种标量类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(不是对象本身,仅仅是一个引用指针)、方法返回地址等。生命周期与线程的周期一样,线程解释,栈的内存就清空。

3、本地栈
    本地方法栈与VM栈所发挥作用是类似的,只不过VM栈为虚拟机运行VM原语服务,而本地方法栈是为虚拟机使用到的Native方法服务,所以可以理解成与java程序五个。

4、
    Java堆是虚拟机管理最大的一块内存,经常有人把Java 内存区分为堆内存(Heap)和栈内存(Stack),这种分法比较粗糙,Java 内存区域的划分实际上远比这复杂。这种划分方式的流行只能说明大多数程序员最关注的、与对象内存分配关系最密切的内存区域是这两块。这样分也让程序员更加清楚,String s = new String("mylove");等号前的存储在栈中,等号后的存储在堆中,这也许是一个简单的理解。JVM内存回收主要就是回收堆的。通过-Xmx和-Xms控制的就是堆的大小。

5、方法区
    方法区中存放了每个Class的结构信息,包括常量池、字段描述、方法描述等等。VM Space描述中对这个区域的限制非常宽松,除了和Java堆一样不需要连续的内存,也可以选择固定大小或者可扩展外,甚至可以选择不实现垃圾收集。相对来说,垃圾收集行为在这个区域是相对比较少发生的,但并不是某些描述那样永久代不会发生GC(至少对当前主流的商业JVM实现来说是如此),这里的GC主要是对常量池的回收和对类的卸载,虽然回收的“成绩”一般也比较差强人意,尤其是类卸载,条件相当苛刻。

非运行时内存区:

6、运行常量池
    Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述等信息外,还有一项信息是常量表(constant_pool table),用于存放编译期已可知的常量,这部分内容将在类加载后进入方法区(永久代)存放。但是Java语言并不要求常量一定只有编译期预置入Class的常量表的内容才能进入方法区常量池,运行期间也可将新内容放入常量池(最典型的String.intern()方法)。

7、直接内存
    直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分,它根本就是本机内存而不是VM直接管理的区域。

参考:http://blog.sina.com.cn/s/blog_67fdef9001011nyv.html

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### Java 虚拟机 (JVM) 的介绍 Java 虚拟机(JVM)作为 Java 编程语言的核心组件之一,充当着编译后的 Java 字节码与底层硬件或操作系统间的桥梁。当编写并编译了一个 Java 应用程序后,产生的不是可以直接由计算机 CPU 执行的机器指令集文件,而是被称为 `.class` 文件的形式化中间表示——即字节码[^1]。 这种设计使得同一个应用程序可以在任何安装有兼容版本 JVM 的设备上运行而无需重新编译,极大地提高了跨平台能力。因此可以说,JVM 是实现 “一次编写,到处运行” 这一口号的关键因素。 ### 工作原理 为了使上述过程顺利进行,每当启动一个 Java 程序时都会实例化一个新的 JVM 实例来加载相应的类文件,并解释其中包含的操作序列以便于目标平台上实际执行。具体来说: - **加载阶段**:通过类加载器子系统读取 .class 或者 .jar 形式的二进制数据流; - **验证阶段**:确保输入的数据结构合法有效; - **准备阶段**:为静态变量分配内存空间并将它们初始化为其默认值; - **解析阶段**:将常量池内的符号引用转换为目标实体的具体地址; - **初始化阶段**:正式赋予所有非零初始状态给对象成员以及调用 `<clinit>()` 方法完成必要的准备工作; - **执行/退出阶段**:依据栈帧机制逐条处理方法体内部定义好的操作数直至遇到返回语句或者异常情况发生为止[^2]。 值得注意的是,在现代高性能环境中,即时编译技术也被广泛应用到 JVM 中,允许频繁使用的部分热路径被优化成本地代码形式直接交给处理器调度,从而显著提升性能表现。 ### 参数配置 对于开发者而言,调整 JVM 启动参数可以影响其行为模式以适应不同应用场景下的需求。常见的几个方面包括但不限于堆大小设置 (`-Xms`, `-Xmx`)、垃圾回收策略选择(`-XX:+UseG1GC`)等。此外还有线程池管理、日志记录级别控制等诸多选项可供微调,旨在平衡资源消耗同吞吐效率间的关系达到最优解。 例如,可以通过如下命令行指定最小和最大堆尺寸分别为 512MB 和 4GB: ```bash java -Xms512m -Xmx4g MyApplication ``` 同样地,如果希望启用 G1 垃圾收集算法,则可添加相应标记: ```bash java -XX:+UseG1GC MyApplication ``` 以上仅列举了一些基本概念及简单示例,实际上围绕 JVM 展开的话题远不止于此,从安全沙箱模型到底层内存布局都有深入探讨的价值所在。
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