JVM相关知识点-1.JVM内存模型

内存模型划分

JVM相关知识点-1.JVM内存模型

1.程序计数器

程序计数器是一块很小的内存空间,它是线程私有的,可以认作为当前线程的行号指示器。

为什么需要程序计数器

我们知道对于一个处理器(如果是多核cpu那就是一核),在一个确定的时刻都只会执行一条线程中的指令,一条线程中有多个指令,为了线程切换可以恢复到正确执行位置,每个线程都需有独立的一个程序计数器,不同线程之间的程序计数器互不影响,独立存储。

注意:如果线程执行的是个java方法,那么计数器记录虚拟机字节码指令的地址。如果为native【底层方法】,那么计数器为空。这块内存区域是虚拟机规范中唯一没有OutOfMemoryError的区域

2.Java栈(虚拟机栈)

同计数器也为线程私有,生命周期与相同,就是我们平时说的栈,栈描述的是Java方法执行的内存模型

每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧用于存储局部变量表,操作栈,动态链接,方法出口等信息。每一个方法被调用的过程就对应一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。【栈先进后出】

栈帧: 是用来存储数据和部分过程结果的数据结构。

平时说的栈一般指局部变量表部分。

局部变量表:一片连续的内存空间,用来存放方法参数,以及方法内定义的局部变量,存放着编译期间已知的数据类型(八大基本类型和对象引用(reference类型),returnAddress类型。它的最小的局部变量表空间单位为Slot,虚拟机没有指明Slot的大小,但在jvm中,long和double类型数据明确规定为64位,这两个类型占2个Slot,其它基本类型固定占用1个Slot。

reference类型:与基本类型不同的是它不等同本身,即使是String,内部也是char数组组成,它可能是指向一个对象起始位置指针,也可能指向一个代表对象的句柄或其他与该对象有关的位置。

需要注意的是,局部变量表所需要的内存空间在编译期完成分配,当进入一个方法时,这个方法在栈中需要分配多大的局部变量空间是完全确定的,在方法运行期间不会改变局部变量表大小。

Java虚拟机栈可能出现两种类型的异常:

  1. 线程请求的栈深度大于虚拟机允许的栈深度,将抛出*Error。

  2. 虚拟机栈空间可以动态扩展,当动态扩展是无法申请到足够的空间时,抛出OutOfMemory异常。

3.本地方法栈

本地方法栈是与虚拟机栈发挥的作用十分相似,区别是虚拟机栈执行的是Java方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则为虚拟机使用到的native方法服务,可能底层调用的c或者c++,我们打开jdk安装目录可以看到也有很多用c编写的文件,可能就是native方法所调用的c代码。

4.Java堆

JVM相关知识点-1.JVM内存模型

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。

5.方法区

方法区同堆一样,是所有线程共享的内存区域,为了区分堆,又被称为非堆。

用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量,如static修饰的变量加载类的时候就被加载到方法区中。

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分,class文件除了有类的字段、接口、方法等描述信息之外,还有常量池用于存放编译期间生成的各种字面量和符号引用。

在老版jdk,方法区也被称为永久代【因为没有强制要求方法区必须实现垃圾回收,HotSpot虚拟机以永久代来实现方法区,从而JVM的垃圾收集器可以像管理堆区一样管理这部分区域,从而不需要专门为这部分设计垃圾回收机制。不过自从JDK7之后,Hotspot虚拟机便将运行时常量池从永久代移除了。】