JVM运行时数据区详解-优快云博客

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什么是JVM？

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什么是运行时数据区？

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通过图解总结一下：方法区和堆是用来存数据的，并且生命周期跟jvm相同，这块区域是线程共享的。而程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈描述的都是线程，它的生命周期跟线程绑定，属于线程私有。
下面就来一一介绍下各区域的职责。

程序计数器
指向当前线程正在执行的字节码地址或行号。
思考：程序执行完了，不就可以了吗？为什么还要去记录它？
我们知道java执行的最小单位是线程，而线程是CPU去调度的，CPU采用的是时间片策略，并且是抢占式的。例如线程A执行一半挂起了，这时线程B开始执行，执行完之后，线程A又继续去执行。每个线程都有一个程序计数器，这时候，线程A就得从挂起的代码那里接着往下执行，那么线程A就会去自己的程序计数器里取地址，然后继续执行。

虚拟机栈
存储当前线程运行方法所需的数据，指令，返回地址。
栈就会有栈帧，而一个栈帧又分为：局部变量表，操作数栈，动态链接，出口等等，理论上一个方法对应一个栈帧。
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当一个线程执行方法A时，方法A会被压栈，一个方法可能会被压栈很多次，如递归。
1》局部变量表： 存储方法里的局部变量的表，一个栈空间采用32位存储，刚好存储一个int类型，如果是double，则需要两块空间。

通俗理解，就是存放方法里的局部变量以及参数。

2》操作数栈： 是个栈，使用javap可以查看字节码的执行过程，javap -c -v HelloWorld.class > p.txt
操作数栈，是将方法里的代码压栈和出栈。

通俗理解，java方法里会涉及到变量赋值、运算等，这些都需要先将变量的值进行压栈出栈。

3》动态链接： 每个栈帧都包含一个指向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连接。Class文件的常量池中存在有大量的符号引用，字节码中的方法调用指令就以常量池中指向方法的符号引用为参数。这些符号引用，一部分会在类加载阶段或第一次使用的时候转化为直接引用（如final、static域等），称为静态解析，另一部分将在每一次的运行期间转化为直接引用，这部分称为动态连接。

通俗理解，一切方法调用在Class文件里面存储的都只是符号引用，而不是方法在实际运行时内存布局中的入口地址（相当于之前说的直接引用）。这个特性给Java带来了更强大的动态扩展能力，但也使得Java方法调用过程变得相对复杂起来，需要在类加载期间，甚至到运行期间才能确定目标方法的直接引用。

4》出口（方法返回地址）： 当一个方法被执行后，有两种方式退出该方法：执行引擎遇到了任意一个方法返回的字节码指令或遇到了异常，并且该异常没有在方法体内得到处理。无论采用何种退出方式，在方法退出之后，都需要返回到方法被调用的位置，程序才能继续执行。方法返回时可能需要在栈帧中保存一些信息，用来帮助恢复它的上层方法的执行状态。一般来说，方法正常退出时，调用者的PC计数器的值就可以作为返回地址，栈帧中很可能保存了这个计数器值，而方法异常退出时，返回地址是要通过异常处理器来确定的，栈帧中一般不会保存这部分信息。
方法退出的过程实际上等同于把当前栈帧出栈，因此退出时可能执行的操作有：恢复上层方法的局部变量表和操作数栈，如果有返回值，则把它压入调用者栈帧的操作数栈中，调整PC计数器的值以指向方法调用指令后面的一条指令。

通俗理解，表示方法执行完了目前所处的栈的位置，后续方法会在这个位置继续执行下去。当一个方法开始执行后,只有两种方式可以退出，一种是遇到方法返回的字节码指令；一种是遇见异常，并且这个异常没有在方法体内得到处理。

本地方法栈
被native修饰的方法称为本地方法，表示本地方法入栈出栈的过程。

方法区
Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池，用于存放编译时期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放（行时常量池属于方法区的一部分）。
注意：方法区在JDK 8中就是Metaspace，在JDK6或7中就是Perm Space。