JAVA虚拟机内部体系结构之内存分析

 

JAVA虚拟机内部体系结构：

方法区：

1.  将被装载类型的信息放到方法区

2.  方法区中包含了在整个程序中永远唯一的元素（类的代码信息、常量、静态变量、字符串常量）

3.  被所有线程共享

 

堆：

1.  存储的全部都是对象(即new出来的东东)

2.  JVM只有一个堆区，被所有线程共享

3.  堆是不连续的内存空间，是由new分配的，获得比较灵活，但是速度慢。

 

栈：

1.  每个线程一个栈，栈中的数据是私有的，其他栈不能访问

2.  局部变量在栈中存放

3.  栈是一块连续的内存空间，由系统自动分配，速度快。

 

 

在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。 当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。

 

 

 

 

 

 

 

程序运行过程内存分析：

public class TestMemory{

   

    public static void main(String[] args){

       int i = 3;

       Man man = new Man();

       man.name="gao";

       man.age=18;

      

       String str = "nihao";

       String str2 = "nihao";

       String str3 = new String("hi");

       String str4 = new String("hi");

    }

}

 

class Man{

    String name;

    int age;  

}

 

 

 

字符串在内存中的表示形式：

String类对象称作不可变的字符串，这样的话编译器可以安排共享的字符串，同时也意味着String类中不提供这样的方法，它可以改变已存在的字符串中的单个字符。

 

Java中的字符串分配又有点特殊，如果直接声明称这样：String s1 = “hello”，则”hello”字符串是在内存中方法区的字符串池中分配，如果再次有需要用到”hello”,就直接在字符串池中查看有没有存在此字符 串，如果有则直接用，没有则创建。如果声明成String s3 = new String(”hello”)，则”hello”是在堆内存中分配。

 

 

 

 

 

 

测试代码：

public   class  AppMain{       // 运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区     public   static   void  main(String[] args){  // main 方法本身放入方法区。        Sample test1 = new  Sample( " 测试1 " );   // test1是引用，所以放到栈区里，        Sample test2 = new  Sample( " 测试2 " );// Sample是自定义对象应该放到堆里面        test1.printName();        test2.printName();       } }

public class Sample { // 运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区     /** 范例名称 */     private String name; // new Sample实例后， name 引用放入栈区里， name 对象放入堆里     /** 构造方法 */     public Sample(String name) {        this.name = name;     }     /** 输出 */     public void printName() { // print方法本身放入 方法区里。        System.out.println(name);     } }

OK，让我们开始行动吧，出发指令就是：“java AppMain”，包包里带好我们的行动向导图，Let’s GO！



系统收到了我们发出的指令，启动了一个Java虚拟机进程，这个进程首先从classpath中找到AppMain.class文件，读取这个文件中的二进制数据，然后把Appmain类的类信息存放到运行时数据区的方法区中。这一过程称为AppMain类的加载过程。
接着，Java虚拟机定位到方法区中AppMain类的Main()方法的字节码，开始执行它的指令。这个main()方法的第一条语句就是：
Sample test1=new Sample("测试1");
语句很简单啦，就是让java虚拟机创建一个Sample实例，并且呢，使引用变量test1引用这个实例。貌似小case一桩哦，就让我们来跟踪一下Java虚拟机，看看它究竟是怎么来执行这个任务的：

1、 Java虚拟机一看，不就是建立一个Sample实例吗，简单，于是就直奔方法区而去，先找到Sample类的类型信息再说。结果呢，嘿嘿，没找到@@，这会儿的方法区里还没有Sample类呢。可Java虚拟机也不是一根筋的笨蛋，于是，它发扬“自己动手，丰衣足食”的作风，立马加载了Sample类，把Sample类的类型信息存放在方法区里。

2、 好啦，资料找到了，下面就开始干活啦。Java虚拟机做的第一件事情就是在堆区中为一个新的Sample实例分配内存, 这个Sample实例持有着指向方法区的Sample类的类型信息的引用。这里所说的引用，实际上指的是Sample类的类型信息在方法区中的内存地址，其实，就是有点类似于C语言里的指针啦~~，而这个地址呢，就存放了在Sample实例的数据区里。

3、 在JAVA虚拟机进程中，每个线程都会拥有一个方法调用栈，用来跟踪线程运行中一系列的方法调用过程，栈中的每一个元素就被称为栈帧，每当线程调用一个方法的时候就会向方法栈压入一个新帧。这里的帧用来存储方法的参数、局部变量和运算过程中的临时数据。OK，原理讲完了，就让我们来继续我们的跟踪行动！位于“=”前的Test1是一个在main()方法中定义的变量，可见，它是一个局部变量，因此，它被会添加到了执行main()方法的主线程的JAVA方法调用栈中。而“=”将把这个test1变量指向堆区中的Sample实例，也就是说，它持有指向Sample实例的引用。

OK，到这里为止呢，JAVA虚拟机就完成了这个简单语句的执行任务。参考我们的行动向导图，我们终于初步摸清了JAVA虚拟机的一点点底细了，COOL！

接下来，JAVA虚拟机将继续执行后续指令，在堆区里继续创建另一个Sample实例，然后依次执行它们的printName()方法。当JAVA虚拟机执行test1.printName()方法时，JAVA虚拟机根据局部变量test1持有的引用，定位到堆区中的Sample实例，再根据Sample实例持有的引用，定位到方法去中Sample类的类型信息，从而获得printName()方法的字节码，接着执行printName()方法包含的指令。