深入Java虚拟机(1)-自动内存管理篇

本文详细介绍Java虚拟机(JVM)管理的内存区域及其特点,包括程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈、Java堆、方法区、运行时常量池和直接内存。此外,还探讨了Hotspot虚拟机中对象的创建过程。

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前文

本系列的观点主要引自周志明著的《深入理解Java虚拟机》。

一、Java内存区域和内存溢出异常

1、运行时数据区域

Java 虚拟机在执行Java程序时会把它管理的内存划分为若干个不同的数据区域,这些区域都有各自的用途,以及创建和销毁时间,有的区域随着虚拟机的进程的启动而存在,有的区域随着用户线程的启动和结束而创建和销毁,Java虚拟机所管理的内存主要包含七个运行时数据区域。

这里写图片描述

1.1 程序计数器
- 线程私有
- 每条线程都有独立的计数器
- 不会抛OutOfMemoryError
1.2 Java虚拟机栈
- 线程私有
- 创建栈帧用于存储局部变量表,操作数栈等信息
- 局部变量表编译可知的基本类型数据、对象引用、returnAddress类型数据
- 局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配
- 抛出异常:StackOverflowError,OutOfMemoryError
1.3 本地方法栈
- 线程私有
- 执行Native方法
- 抛出异常:StackOverflowError,OutOfMemoryError
1.4 Java堆
- 线程共享
- 虚拟机启动时候创建
- 存放对象实例和数组
- 垃圾收集器主要管理区域
- 新生代、老年代
- Eden空间、From survivor区、To survivor区
- Java对内存可以处于不连续的内存空间,只要逻辑上连续即可。
1.5 方法区
- 线程共享
- 用于存储已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后产生的代码等数据。
- 该区域的内存回收目标是常量池和对类型卸载
1.6. 运行时常量池
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

字面量和符号引用

1.7 直接内存

主要是针对NIO中的DirectByteBuffer对象

DirectByteBuffer

2、Hotspot 虚拟机对象探秘

以常用的Hotspot虚拟机和常用的Java堆内存为例,详细探讨Hotspot虚拟机在Java堆中内存对象的分配、布局和访问。

2.1 对象的创建

在此讨论的对象不包括数组和Class对象。
Class对象:是一个特殊的对象,是用来创建其它对象的对象(这里的其他对象就是指:java类的实例)。其实Class对象就是java类编译后生成的.class文件,它包含了与类有关的信息。
每当第一次使用一个类时,JVM必须使用“类加载器”子系统加载该类对象的Class对象。一旦这个类的Class对象被载入内存,它就被用来创建这个类的所有对象。当我们使用new关键字创建一个类的第一个对象的时候,JVM会帮助我们加载该类Class对象。

[jvm-分配对象流程图

从虚拟机的角度来说,经历过上面的过程后,一个新的对象已经产生了,但是对于Java程序的角度来说,创建对象才刚刚开始-init方法还没有执行,所以的字段都还为零。所以一般来说,执行new指令后会直接执行init方法,把对象按程序员的意愿进行初始化,这样一个完全可用的对象才真正的产生。

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