jvm 内存模型
阅读原文时间:2021年04月20日阅读:1

二. jvm 内存模型划分

根据JVM规范,JVM 内存共分为虚拟机栈,堆,方法区,程序计数器,本地方法栈五个部分。

程序计数器(线程私有):
是当前线程锁执行字节码的行号治时期,每条线程都有一个独立的程序计数器,这类内存也称为“线程私有”的内存。正在执行java方法的话,计数器记录的是虚拟机字节码指令的地址(当前指令的地址)。如果是Natice方法,则为空。

java 虚拟机栈
也是线程私有的。
每个方法在执行的时候也会创建一个栈帧,存储了局部变量,操作数,动态链接,方法返回地址。
每个方法从调用到执行完毕,对应一个栈帧在虚拟机栈中的入栈和出栈。
通常所说的栈,一般是指在虚拟机栈中的局部变量部分。
局部变量所需内存在编译期间完成分配,
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,则StackOverflowError。
如果虚拟机栈可以动态扩展,扩展到无法申请足够的内存,则OutOfMemoryError。
本地方法栈(线程私有)
和虚拟机栈类似,主要为虚拟机使用到的Native方法服务。也会抛出StackOverflowError 和OutOfMemoryError。

Java堆(线程共享)
被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动的时候创建,用于存放对象实例。
对可以按照可扩展来实现(通过-Xmx 和-Xms 来控制)
当队中没有内存可分配给实例,也无法再扩展时,则抛出OutOfMemoryError异常。
方法区(线程共享)
被所有方法线程共享的一块内存区域。
用于存储已经被虚拟机加载的类信息,常量,静态变量等。
这个区域的内存回收目标主要针对常量池的回收和堆类型的卸载。

3.jvm 1.8 内存区域划分

程序计数器
每个线程一块内存,指向当前正在执行的字节码的行号。如果当前线程是native方法,则其值为null。

ps(程序计数器内存划分)
因为处理器在一个确定是时刻只会执行一个线程中的指令,线程切换后,是通过计数器来记录执行痕迹的,因而可以看出,程序计数器是每个线程私有的。
如果执行的是java方法,那么记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址的地址,如果是native方法,计数器的值为空(undefined)。

Java虚拟机栈

ps: 虚拟机栈中的名词解释

局部变量表:
存放编译期可知的各种基本数据类型、对象引用类型和returnAddress类型(指向一条字节码指令的地址:函数返回地址)。
long、double占用两个局部变量控件Slot。
局部变量表所需的内存空间在编译期确定,当进入一个方法时,方法在栈帧中所需要分配的局部变量控件是完全确定的,不可动态改变大小。
异常:线程请求的栈帧深度大于虚拟机所允许的深度—StackOverFlowError,如果虚拟机栈可以动态扩展(大部分虚拟机允许动态扩展,也可以设置固定大小的虚拟机栈),但是无法申请到足够的内存—OutOfMemorError。

操作数栈:
后进先出LIFO,最大深度由编译期确定。栈帧刚建立使,操作数栈为空,执行方法操作时,操作数栈用于存放JVM从局部变量表复制的常量或者变量,提供提取,及结果入栈,也用于存放调用方法需要的参数及接受方法返回的结果。
操作数栈可以存放一个jvm中定义的任意数据类型的值。
在任意时刻,操作数栈都一个固定的栈深度,基本类型除了long、double占用两个深度,其它占用一个深度
动态连接:
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。

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。


堆时JVM内存占用最大,管理最复杂的一个区域。唯一的途径就是存放对象实例:所有的对象实例以及数组都在堆上进行分配。jdk1.7以后,字符串常量从永久代中剥离出来,存放在堆中。堆具有进一步的内存划分。按照GC分代手机角度划分

老年代:2/3的堆空间
年轻代:1/3的堆空间
eden区:8/10 的年轻代
survivor0: 1/10 的年轻代
survivor1:1/10的年轻代

元数据区域
元数据区域取代了1.7版本及以前的永久代。元数据和永久代本质上都时方法区的实现。方法区皴法虚拟机加载的类型西,静态变量,常量数据。
参数设置:-XX:MetaspaceSize=18m
-XX:MaxMetaspaceSize=60m
直接内存
java.nio 中使用DirectBuffer相关使用(此处未完待续。。。。。。。。。)

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