Java虚拟机的内存管理

分为线程共享区和线程独占区

 

程序计数器

 

程序计数器(处于线程独)占区是一个非常小的内存空间，它可以看成是当前线程所执行的字节码的行号指示器。此区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。如果线程执行的是java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟字节码指令的地址。如果正在执行的是native方法，那么这个计数器的值为undefined。
注：java中没有goto，为保留字

虚拟机栈

虚拟机栈描述的是Java方法执行的动态内存模型。
栈帧： 每个方法执行都要创建一个栈帧，方法执行完毕，栈帧销毁。用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等。
局部变量表：存放编译期可知的各种基本数据类型，引用类型，局部变量表的大小在编译期便已经可以确定，在运行时期不会发生改变。
栈的大小：如果栈满了，StackOverFlowError，递归调用很常见。

 

 

本地方法栈

本地方法栈为虚拟机执行native方法服务

Java堆

java虚拟机最大的内存区域，存放对象实例，也是垃圾收集器管理的主要区域，分为新生代（由Eden 与Survivor Space 组成）和老生代，可能会抛出OutOfMemoryError异常。

 

 

方法区

存储虚拟机加载的类信息（类的版本、字段、方法、接口），常量，静态常量，即时编译后的代码等数据，也可能会抛出OutOfMemoryError异常。
方法区与永久代实际并不等价，对于HotSpot中才有永久代的概念

运行时常量池

每一个运行时常量池都在java虚拟机的方法区中分配。
例如在Java中字符串的创建会在常量池（方法区中StringTable：HashSet）中进行：

 

 直接内存：jdk1.4中增加了NIO，可以分配堆外内存（系统内存替代用户内存），提高了性能。

对象的创建

一个对象创建的过程为：

 

 

如何在堆中给对象分配内存

两种方式：指针碰撞和空闲列表。我们具体使用的哪一种，就要看我们虚拟机中使用的是什么垃圾回收机制了，如果有压缩整理，可以使用指针碰撞的分配方式。
指针碰撞：假设Java堆中内存是绝对规整的，所有用过的内存度放一边，空闲的内存放另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，所分配内存就仅仅是把哪个指针向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的举例，这种分配方案就叫指针碰撞
空闲列表：有一个列表，其中记录中哪些内存块有用，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，然后更新列表中的记录，这就叫做空闲列表。

线程安全性问题

在两个线程同时创建对象时，可能会造成空间分配的冲突，解决方案有：线程同步（但执行效率过低）或给每一个线程单独分配一个堆区域TLAB Thread Local Allocation Buffer（本地线程分配缓冲）。

对象的结构

Header（对象头）

自身运行时数据（32位~64位 MarkWord）：哈希值、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有锁、偏向线程ID、偏向时间戳

 

 

• 类型指针（什么类的实例）

InstanceData：数据实例，即对象的有效信息，相同宽度（如long和double）的字段被分配在一起，父类属性在子类属性之前。
Padding：占位符填充内存

对象的访问定位

对象的访问定位有两种方式：句柄访问和直接指针访问
句柄访问：Java堆中会划分出一块内存来作为句柄池，引用变量中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据和类型数据各自的具体地址信息。一个句柄又包含了两个地址，一个对象实例数据，一个是对象类型数据(这个在方法区中，因为类字节码文件就放在方法区中)。

 

 直接指针访问：引用变量中存储的就直接是对象地址了，在堆中不会分句柄池，直接指向了对象的地址，对象中包含了对象类型数据的地址。HotSpot采用直接定位