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jvm 複習概要(一) java 記憶體結構

一、記憶體結構

從大結構來說,JAVA虛擬機器記憶體主要分為 執行緒共享區執行緒獨佔區,如下圖

1.執行緒共享區

執行緒共享區主要包括java堆和方法區

1.1 java堆

主要存放物件,分為edan區新生代老年代是垃圾收集器的主要管理區域

1.2 方法區(包含常量池)

主要儲存虛擬機器載入的類資訊(類的版本,類的欄位,類的方法,類的介面),常量,靜態變數,即使編譯器變異後的程式碼等資料。所拋異常: OutOfMemoryError

一個建立物件的典型例子

S1和s2直接賦值,是儲存在方法區的常量池當中。

而s3 是通過建立string物件來賦值,abc存在堆記憶體當中。

所以s1,s2記憶體地址相同,s3記憶體地址不同

 

2.執行緒獨佔區

主要分為程式計數器,虛擬機器棧,本地方法棧

2.1 程式計數器

 

程式計數器是一塊較小的記憶體空間,它可以看做是當前執行緒所執行的位元組碼的行號指示器。

如果執行緒執行的是java方法,這個計數器記錄的是正在執行的虛擬機器位元組碼指令的地址。如果正在執行的是native方法,這個計數器的值是undefined。

此區域是衛衣一個在java虛擬機器規範中沒有規定人和OutOfMemoryError情況的區域

2.2.java虛擬機器棧

Java Virtual Machine Stacks,執行緒私有,生命週期與執行緒相同,描述的是Java方法執行的記憶體模型:每一個方法執行的同時都會建立一個棧幀(Stack Frame),由於儲存區域性變量表、運算元棧、動態連結、方法出口等資訊。每一個方法的執行就對應著棧幀在虛擬機器棧中的入棧,出棧過程。

  • 區域性變量表:
    • 存放編譯期可知的各種基本資料型別、物件引用型別和returnAddress型別(指向一條位元組碼指令的地址:函式返回地址)。
    • long、double佔用兩個區域性變數控制元件Slot。
    • 區域性變量表所需的記憶體空間在編譯期確定,當進入一個方法時,方法在棧幀中所需要分配的區域性變數控制元件是完全確定的,不可動態改變大小。
    • 異常:執行緒請求的棧幀深度大於虛擬機器所允許的深度---StackOverFlowError,如果虛擬機器棧可以動態擴充套件(大部分虛擬機器允許動態擴充套件,也可以設定固定大小的虛擬機器棧),但是無法申請到足夠的記憶體---OutOfMemorError。
  • 運算元棧:

    • 後進先出LIFO,最大深度由編譯期確定。棧幀剛建立使,運算元棧為空,執行方法操作時,運算元棧用於存放JVM從區域性變量表複製的常量或者變數,提供提取,及結果入棧,也用於存放呼叫方法需要的引數及接受方法返回的結果。
    • 運算元棧可以存放一個jvm中定義的任意資料型別的值。
    • 在任意時刻,運算元棧都一個固定的棧深度,基本型別除了long、double佔用兩個深度,其它佔用一個深度
  • 動態連線:

          每個棧幀都包含一個指向執行時常量池中該棧幀所屬方法的引用,持有這個引用是為了支援方法呼叫過程中的動態連線。Class檔案的常量池中存在有大量的符號引用,位元組碼中的方法呼叫指令就以常量池中指向方法的符號引用為引數。這些符號引用,一部分會在類載入階段或第一次使用的時候轉化為直接引用(如final、static域等),稱為靜態解析,另一部分將在每一次的執行期間轉化為直接引用,這部分稱為動態連線。

  • 方法返回地址:
    • 當一個方法被執行後,有兩種方式退出該方法:執行引擎遇到了任意一個方法返回的位元組碼指令或遇到了異常,並且該異常沒有在方法體內得到處理。無論採用何種退出方式,在方法退出之後,都需要返回到方法被呼叫的位置,程式才能繼續執行。方法返回時可能需要在棧幀中儲存一些資訊,用來幫助恢復它的上層方法的執行狀態。一般來說,方法正常退出時,呼叫者的PC計數器的值就可以作為返回地址,棧幀中很可能儲存了這個計數器值,而方法異常退出時,返回地址是要通過異常處理器來確定的,棧幀中一般不會儲存這部分資訊。
    • 方法退出的過程實際上等同於把當前棧幀出棧,因此退出時可能執行的操作有:恢復上層方法的區域性變量表和運算元棧,如果有返回值,則把它壓入呼叫者棧幀的運算元棧中,調整PC計數器的值以指向方法呼叫指令後面的一條指令。

 

2.3 本地方法棧

 

與虛擬機器棧的比較:

虛擬機器棧為虛擬機器執行java方法服務

本地方法棧為虛擬機器執行native方法服務