认识JVM的内存分配

当我们在JVM中运行一段程序代码,JVM初始运行的时候都会分配好Method Area(方法区)和Heap(堆),而JVM每遇到一个线程,就为其分配一个Program Counter Register(程序计数器), VM Stack(虚拟机栈)和Native Method Stack (本地方法栈),当线程终止时,三者(虚拟机栈,本地方法栈和程序计数器)所占用的内存空间也会被释放掉。

这也是为什么我把内存区域分为线程共享和非线程共享的原因,非线程共享的那三个区域的生命周期与所属线程相同,而线程共享的区域与JAVA程序运行的生命周期相同,所以这也是系统垃圾回收的场所只发生在线程共享的区域的原因。

graph LR a(申请新内存)-->b(eden区) b--内存充足-->c(在eden直接分配) b--第一次内存不足-->d(首次进行yong gc,YGC) d--Eden内存活的对象复制到s1-->e(Survivor1,s1) b--第二次内存不足-->f(再次进行YCC) f--eden+s1复制到s2清理eden和s1-->ff(Survivor2,s2) f--生存次数超过阈值的对象-->g(老年代) g--老年代空间不足时-->h(进行full gc,FGC)

No.1 程序计数器

程序计数器是一块较小的内存区域,作用可以看做是当前线程执行的字节码的位置指示器。分支、循环、跳转、异常处理和线程恢复等基础功能都需要依赖这个计算器来完成。

No.2 虚拟机栈

虚拟机栈也叫栈内存,是在线程创建时创建,它的生命期是跟随线程的生命期,线程结束栈内存也就释放,对于栈来说不存在垃圾回收问题,只要线程一结束,该栈就释放了,所以不存在垃圾回收。 它所描述的是java方法执行的内存模型,每个方法执行的同时创建帧栈(Strack Frame)用于存储局部变量表(包含了对应的方法参数和局部变量),操作栈(Operand Stack,记录出栈、入栈的操作),动态链接、方法出口等信息,每个方法被调用直到执行完毕的过程,对应这帧栈在虚拟机栈的入栈和出栈的过程。

2.1、局部变量表

局部变量表存放了编译期可知的各种: 基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double) 对象的引用(reference类型,不等同于对象本身,根据不同的虚拟机实现,可能是一个指向对象起始地址的引用指针,也可能是一个代表对象的句柄或者其他与对象相关的位置) returnAdress类型(指向下一条字节码指令的地址) 局部变量表所需的内存空间:在编译期间分配,运行期间不改变(大小固定)。

2.2、栈帧

栈帧是一个内存区块,是一个数据集,是一个有关方法(Method)和运行期数据的数据集,当一个方法 A 被调用时就产生了一个栈帧 F1,并被压入到栈中,A 方法又调用了 B 方法,于是产生栈帧 F2 也被压入栈,执行完毕后,先弹出 F2栈帧,再弹出 F1 栈帧,遵循“先进后出”原则。

No.3 堆

Heap(堆)是JVM的内存数据区。该区域是被所有线程共享的内存区域,在JVM启动时候创建,专门用来保存对象的实例。 在Heap中分配一定的内存来保存对象实例,实际上也只是保存对象实例的属性值,属性的类型和对象本身的类型标记等,并不保存对象的方法(以帧栈的形式保存在Stack中)。而对象实例在Heap中分配好以后,需要在Stack中保存一个4字节的Heap内存地址,用来定位该对象实例在Heap中的位置,便于找到该对象实例。 堆是线程共享的内存区域,在JVM启动时候创建,专门用来保存对象的实例。 java堆处于物理不连续的内存空间中,只要逻辑上连续即可。 垃圾回收的主要场所。

No.4 方法区

方法区存放了:

  • 加载类的类定义数据
  • 常量和静态变量
  • JIT(即时编译器)编译后的代码

方法区也可以是内存不连续的区域组成的,并且可设置为固定大小,也可以设置为可扩展的 垃圾回收在这个区域会比较少出现,这个区域内存回收的目的主要针对常量池的回收和类的卸载。

No.5 运行时常量池(Runtime Constant Pool)

方法区内部有一个非常重要的区域,叫做运行时常量池(Runtime Constant Pool,简称 RCP)。 在字节码文件(Class文件)中,除了有类的版本、字段、方法、接口等相关信息描述外,还有常量池(Constant Pool Table)信息,用于存储编译器产生的字面量和符号引用。这部分内容在类被加载后,都会存储到方法区中的RCP。值得注意的是,运行时产生的新常量也可以被放入常量池中,比如 String 类中的 intern() 方法产生的常量。 常量池就是这个类型用到的常量的一个有序集合。包括直接常量(基本类型,String)和对其他类型、方法、字段的符号引用.例如:

  • 类和接口的全限定名;
  • 字段的名称和描述符;
  • 方法和名称和描述符。

池中的数据和数组一样通过索引访问。由于常量池包含了一个类型所有的对其他类型、方法、字段的符号引用,所以常量池在Java的动态链接中起了核心作用.

No.6 本地方法栈

与VM Strack相似,VM Strack为JVM提供执行JAVA方法的服务,Native Method Stack则为JVM提供使用native 方法的服务。

No.7 直接内存区

直接内存区并不是JVM 管理的内存区域的一部分,而是其之外的。该区域也会在 Java 开发中使用到,并且存在导致内存溢出的隐患。如果你对 NIO 有所了解,可能会知道 NIO 是可以使用 Native Methods 来使用直接内存区的。

JVM内存区域可以分为线程共享和非线程共享两部分,线程共享的有堆和方法区非线程共享的有虚拟机栈,本地方法栈和程序计数器

posted @ 2019-08-15 16:21  张占岭  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏