JDK1.8内存布局

本文详细介绍了JDK1.8的内存布局,包括程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、Java堆、方法区以及运行时常量池。强调了线程私有和共享区域的特点,并对各个部分的功能进行了详细解释,如堆内存的垃圾回收和方法区的类型信息存储。此外,还提及了直接内存和常量池的补充内容。

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一、内存布局图70)PS:左边的区域属于是在JVM划分的内存之中,而右边的则是直接在内存中。

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

二、各部分详解
对于每个线程来说,它都有程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈,而这些都是线程私有的区域,不对外共享。

程序计数器:
程序计数器是一块比较小的内存空间,可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。(如果当前线程正在执行的是一个Java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址;如果正在执行的是一个Native方法,这个计数器值为空。)这个地方也就是为什么我们能一行一行调试的原因。

Java虚拟机栈:
虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型 : 每个方法执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程,就对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈和出栈的过程。声明周期与线程相同。(这就是我们通常意义上的栈,再详细一点,是虚拟机栈中的局部变量表部分,当我们不涉及多线程的时候,往往只有一个主线程,方法调用的顺序就是靠这个来的)我们在方法递归调用时,这可能抛出StackOverFlowError异常。

本地方法栈:
本地方法栈与虚拟机栈的作用完全一样,他俩的区别无非是本地方法栈为虚拟机使用的Native方法服务,而虚拟机栈为JVM执行的Java方法服务。

还有线程共享的区域:Java堆、方法区、运行时常量池

Java堆
Java堆(Java Heap)是JVM所管理的最大内存区域。Java堆是所有线程共享的一块区域,在JVM启动时创建。此内存区域存放的都是对象实例
JVM规范中说到:“所有的对象实例以及数组都要在堆上分配”。Java堆是垃圾回收器管理的主要区域,因此很多时候可以称之为"GC堆"。根据JVM规范规定的内容,Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中

ps:如果在堆中没有足够的内存完成实例分配并且堆也无法再拓展时,将会抛出OOM。

方法区(元数据区)
方法区与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域。它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。

ps:此区域的内存回收主要是针对常量池的回收以及对类型的卸载。当方法区无法满足内存分配需求时,将抛出OOM异常。

直接内存
在JDK 1.4中新加入了NIO(New Input/Output)类,引入了一种基于通道(Channel)与缓冲区(Buffer)的I/O方式,它可以使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能,因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。

三、常量池补充

常量池可以分为 Class文件常量池、运行时常量池、字符串常量池:

Class文件常量池
Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息是常量池(Constant Pool Table),用于存放编译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。

运行时常量池
运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性,Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生,也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池,运行期间也可能将新的常量放入池中,这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类的intern()方法。

字符串常量池
存储字符串对象,或是字符串对象的引用。

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