深入理解java虚拟机(一)

本文详细介绍了Java运行时数据区的组成部分,包括程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈、Java堆、方法区及直接内存,并对各部分的作用及特性进行了深入解析。

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一、运行时数据区包括:方法区、虚拟机栈、本地方法栈、堆、程序计数器。

1、程序计数器:

a、程序计数器是一块较小的内存空间用于指示当前线程的执行。

b、每条线程都有一阁独立的程序计数器,各线程之间计数器互不影响,独立存储,称之为线程私有的内存。

c、程序计数器只记录java字节码的指令地址,不记录native方法地址。


2、java虚拟机栈

a、java虚拟机栈也是线程私有的,它的生命周期与线程相同。描述的是java方法执行的内存模型。

b、每个方法都会创建一个栈帧,用于存储局部变量表、操作数、动态链接、方法出口等信息。

c、虚拟机栈局部变量表存放了各种基本类型(boolean byte char short int float long double)和对象引用, 其中64位长度的long和double类型会占据2个局部变量空间,其余数据类型只占一个。


3、本地方法栈

与虚拟机方法栈作用相似,区别是虚拟机方法栈为虚拟机执行的java提供服务,本地方法栈为虚拟机使用的native方法提供服务。有的虚拟机看成跟虚拟机栈一样。


4、java 堆

a、被所有内存共享的一块区域,在虚拟机启动时创建,用于几乎所有的对象实例分配内存。

b、java堆分成新生代和老年代,从内存分配的角度来看,线程共享的java堆中可能划分出更多个线程私有的分配缓冲区(TLAB).不论如何分都与存放内容无关。

c、java 堆可以处于物理上不联系的内存空间,只要逻辑联系即可,因此是可扩展的(-Xmx -Xms控制),如果内存不够也无法扩展时,抛异常OutOfMemoryError。


5、方法区

a、与java堆一样,是各个线程共享的内存区域,用于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。虽然java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是他却有一个别名叫做non-heap(非堆),目的是与堆区别开来。

b、运行时常量池是方法区的一部分,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。


6、直接内存

a、不属于虚拟机内存,但是可以通过NIO方式,通过一个存储在java堆中的DirectByteBuffer对象,通过native函数库直接分配堆外内存的引用进行操作。这样避免了java堆和native堆中来回复制数据,提高性能。

b、直接内存虽然不受java堆大小的限制,但总内存不足也会报OutOfMemoryError异常。

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