JVM内存结构及java相关基础知识

1.      JVM , JRE和JDK

JVM：加载class文件并进行解析

JRE（java running environment）：JVM+API （java核心类库）

JDK：JRE+工具（包括javacjavadoc等工具）

2.      java内存区

包括方法区、java堆、java栈、PC寄存器、本地方法栈。

方法区（或者叫永久代permanent generation）：包括类信息、方法信息（如一些private修饰之类的）、常量池、静态变量和class loader的引用。常量池指的是在编译期被确定，并被保存在.class文件中的一些数据。所以如果可以从常量池中取就不要去new一个。如Integeri=Integer.valueOf（10）会比Integer i=new Integer（10）好。这部分数据是所有线程共享的。

 

java堆：存放对象实例，所有的实例和数组都是在堆上分配的。Java堆和方法区一样是被所有线程共享的。Java堆有更细致的划分：新生代（采用minor gc）、老龄代（采用full gc），无论对java堆如何划分都是为了更好的回收内存，或更快的分配内存。根据VM Spec的要求，java 堆可以处于内存上不连续的空间，只要逻辑上连续即可。如果在堆中无法分配内存将会报OutOfMemeryError。

 

Java栈：存了很多栈帧。一个栈帧对应了java中的方法。栈帧包括局部变量、操作数栈（对数据的计算操作）、栈数据区（存放异常信息和解析静态变量--与方法区沟通）。每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧，一个方法的调用至完成对应了栈帧的入栈至出栈过程。默认的栈大小是128K，可以手动配置。如果线程请求（比如线程栈1中的age是10，线程栈2的age是20）的栈深度大于栈大小，将抛出StackOverflowError。

 

PC寄存器：每个java线程都有一个PC寄存器用于保存程序执行到哪一个指令，对于非native的方法，这个区域记录的是正在执行的地址。

 

本地方法栈：为本地使用的方法服务，与java栈作用相同。会先去找本地方法接口，再通过本地方法接口调用本地方法，这里就体现了JVM的跨平台，本地方法接口可以有不同的实现。

3.      结合JVM内存，解释为什么在java中，说String是不可变的。

比如String s =new String（“wo”）；String s1 = new String（“de”）；

s = s + s1；

首先系统在堆上new出一个数组来存放“wo”，在栈中有个变量s指向堆中的“wo”对象，栈中的s1指向“de”对象；当执行s=s+s1时，系统重新在堆中new出一个更大的数组对象，然后将“wo”和“de”都复制进去，然后栈中的s指向这个新的对象。所谓的不可变是指：它没有在原数组“wo”上进行修改，而是新建了个更大数组进行扩展，也就是说，这时候堆里还是有“wo”这个对象数组存在的，只不过这个时候"s"变量不在指向"wo"这个数组了，而是指向了新new出来的数组，这就是和StringBuffer的区别，后者是在原数组上进行修改，改变了原数组的值,StringBuffer不是通过新new一个数组去复制，而是在原数组基础上进行扩展...再让变量指向原数组。