【玩轉jvm系列 01】Java虛擬機器的基本結構
阿新 • • 發佈：2018-11-24
Java虛擬機器架構圖
Java虛擬機器基本結構思維導圖
類載入子系統
- 類載入子系統負責從檔案系統或者網路中載入Class資訊，載入的類資訊存放於一塊稱為方法區的記憶體空間。
Java堆
- Java堆是被所有執行緒共享的一塊記憶體區域，在虛擬機器啟動時建立。此記憶體區域的唯一目的就是存放物件例項，幾乎所有的物件例項都在這裡分配記憶體。
- 對於絕大多數應用，Java堆是Java虛擬機器所管理的記憶體中最大的一塊。
- Java堆是垃圾收集器管理的主要區域，因此也被稱為“GC堆”。
- Java堆可以處於物理上不連續的記憶體空間中，只要邏輯上連續即可。
- 在實現時，既可以實現成固定大小的，也可以是可擴充套件的，主流虛擬機器都是按照可擴充套件的（通過-Xmm和-Xms控制）。
- 如果在堆中沒有記憶體完成例項分配，並且堆也無法再擴充套件，將會丟擲OutOfMemoryError異常。
Java虛擬機器棧（Java棧）
- Java虛擬機器棧是執行緒私有的，它的生命週期與執行緒相同。
- 每個方法在執行的同時會建立一個棧幀，用於儲存區域性變量表、運算元棧、動態連結、方法出口等資訊。
- Java棧中儲存著區域性變數、方法引數，同時和Java方法的呼叫、返回密切相關。
- 如果執行緒請求的棧深度大於虛擬機器所允許的深度，將丟擲StackOverflowError異常。
本地方法棧
- 本地方法棧與虛擬機器棧所發揮的作用非常類似，最大的不同在於虛擬機器棧用於Java方法的呼叫，而本地方法棧則用於本地方法的呼叫。
程式計數器（PC暫存器）
- 程式計數器是一塊較小的記憶體空間，可以看做是當前執行緒的位元組碼的行號指示器。
- 程式計數器也是每個執行緒私有的空間，Java虛擬機器會為每個Java執行緒建立程式計數器。
- 如果執行緒正在執行的是一個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地址；如果正在執行的是Native方法，這個計數器值則為空（Undefined）。
- 此記憶體區域是唯一一個再Java虛擬機器規範中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域。
方法區
- 方法區是各個執行緒共享的記憶體區域。
- 用於儲存被虛擬機器載入的類資訊、常量、靜態變數、即時編譯器編譯後的程式碼等資料。
- 它有一個別名叫做Non-Heap(非堆)，用於與Java堆的區分。
- 可以選擇不實現垃圾收集。
執行時常量池
- 執行時常量池是方法區的一部分。
- Class檔案中除了有類的版本、欄位、方法、介面等描述資訊外，還有一項資訊是常量池，用於存放編譯期生產的各種字面量和符號引用，這部分內容將在類載入後進入方法區的執行時常量池。
垃圾回收系統
- 垃圾回收器可以對方法區、Java堆和直接記憶體進行回收。
- Java堆是垃圾收集器的工作重點。
執行引擎
- 負責執行虛擬機器的位元組碼。
直接記憶體
- 直接記憶體並不是虛擬機器執行時資料區的一部分，也不是Java虛擬機器規範中定義的記憶體區域。
- 直接記憶體的分配不會受到Java堆大小的限制，但是會受到本機總記憶體以及處理器定址空間的限制。
- 訪問直接記憶體的速度會優於Java堆。因此，在讀寫頻繁的場合可能會考慮直接使用直接記憶體。
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