JVM 运行时数据区域大致可以分为:程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆区、元空间、运行时常量池、直接内存等区域;就是下面这个样子的:其中有些区域,随着 JDK 版本的升级不断调整,例如:JDK 1.6,字符串常量池位于永久代的运行时常量池中;JDK 1.7,字符串常量池从永久代剥离,放入了堆中;JDK 1.8,元空间取代了永久代,并且放入了本地内存(Native memory)中。
以上几个区域,按照线程公有还是私有可分为:线程隔离:程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈;线程公有:其它的都是线程共享的区域。
线程私有1. 程序计数器 一个 CPU 在某个时间点,只能做一件事情,在多线程的情况下,CPU 运行时间被划分成若干个时间片,分配给各个线程执行;程序计数器的作用就是记录当前线程执行的位置,当线程被切换回来的时候,能够找到该线程上次运行到哪儿了;所以程序计数器一定是线程隔离的。
2. 虚拟机栈和本地方法栈 虚拟机栈:每个 Java 方法在执行的同时,会创建一个栈帧,用于存储局部变量表、 *** 作数栈、常量池引用等信息;方法的调用过程,就是一个栈帧在 Java 虚拟机栈中入栈和出栈的过程;本地方法栈:和虚拟机栈很类似,区别在于虚拟机栈为 Java 方法服务,本地方法栈为 Native 方法服务;其中 Native 方法可以看做用其它语言(C、C++ 或汇编语言等)编写的方法;HotSpot 虚拟机就选择了将虚拟机栈和本地方法栈合并在了一起;为了保证线程中的局部变量不被别的线程访问到,所以虚拟机栈和本地方法栈是线程隔离的。
线程公有1. 堆区 对于堆栈的区别总结一句话:堆中存对象,栈中存基本数据类型和堆中对象的引用;一个对象的大小是可以动态变化的,而引用是固定大小的。
这么看就容易理解堆为什么是线程公有的了,省地儿啊。
2. 元空间区/方法区 方法区用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即编译器编译后的代码等。
还有要注意的一点:方法区是 JVM 的规范,在 JDK 1.8 之前,方法区的实现是永久代;从 JDK 1.8 开始 JVM 移除了永久代,使用本地内存来存储元数据并称之为:元空间(metaspace)。
3. 运行时常量池 Class 文件中的常量池,会在类加载后被放入这个区域。
另外在 JDK 1.7 之前,字符串常量池就在运行时常量池中,后来字符串常量池放入了堆中,而运行时常量池仍然在方法区(元空间区)中。
有兴趣的朋友可以自己测试一下,以死循环方式创建字符串常量,JDK 1.6 会报永久代 OOM ;JDK 1.7 会报堆区 OOM 。
4. 直接内存 也叫做堆外内存,并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Java 虚拟机规范中定义的内存区域。
JDK 1.4 加入的 NIO 类,引入了一种基于通道 ( Channel ) 与缓冲区 ( Buffer ) 的 I/O 方式,它可以使用 native 函数库直接分配堆外内存,然后通过堆上的DirectByteBuffer对象对这块内存进行引用和 *** 作。
简单来说,直接内存就是 JVM 内存之外有一块内存区域,我们通过堆上的一个对象可以 *** 作它;具体等讲到 NIO 部分的时候,再回来加深理解。
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Java虚拟机(JVM)定义了在程序执行期间使用的各种运行时数据区域,这些JVM数据区域中的某些区域是按线程创建的,其他区域则是在JVM启动时创建的,并且内存区域在线程之间共享。
根据使用情况,JVM运行时数据区域可分为六个区域:程序计数器虚拟机栈本地方法栈堆方法区运行时常量池如上所述,这些存储区域可以分为两类:线程私有(程序计数器,虚拟机栈,本机方法栈)线程共享(堆,方法区,运行时常量池)程序计数器在JVM中,在任何给定时间,可能正在执行许多线程。
每个执行线程都有自己的PC寄存器。
如果JVM线程执行的方法是JAVA方法,则PC寄存器包含当前正在执行的Java虚拟机指令的地址。
如果线程正在执行本机方法,则Java虚拟机的pc寄存器的值未定义。
虚拟机栈每个JVM线程都有自己的JVM堆栈,该堆栈在线程启动时创建。
JVM堆栈存储被推入堆栈并从堆栈d出的框架,而JVM堆栈永远不会被直接 *** 纵。
在发生任何异常时,您都可以通过此堆栈跟踪获取每个元素代表一个堆栈框架的位置。
与Java虚拟机堆栈相关的特殊条件:如果线程中的计算需要比允许的Java虚拟机更大的堆栈,则Java虚拟机将抛出StackOverflowError。
如果可以动态扩展Java虚拟机堆栈,并且尝试进行扩展,但是可以提供足够的内存来实现扩展,或者如果没有足够的内存来为新线程创建初始Java虚拟机堆栈,则Java虚拟机机器抛出OutOfMemoryError。
虚拟机栈中的框架调用方法时会创建一个新框架,然后将该框架推入该线程的JVM堆栈中。
当框架的方法调用完成时,该框架将被销毁。
每个框架都有自己的局部变量数组,自己的 *** 作数堆栈以及对当前方法类的运行时常量池的引用。
局部变量数组和 *** 作数堆栈的大小在编译时确定,并与与帧关联的方法的代码一起提供。
在任何时候,只有一个帧处于活动状态,这是执行方法的帧。
该帧称为当前帧,其方法称为当前方法。
定义当前方法的类是当前类。
请注意,由线程创建的框架在该线程本地,并且不能被任何其他线程引用。
局部变量 -创建并添加到JVM堆栈的每个框架都包含一个称为其局部变量的变量数组。
局部变量数组的长度在编译时自行确定,并以类或接口的二进制表示形式以及与框架关联的方法的代码提供。
*** 作数堆栈 –每个帧都包含一个称为帧的 *** 作数堆栈的后进先出(LIFO)堆栈。
*** 作数堆栈的最大深度称为编译时间本身,并与与帧关联的方法的代码一起提供。
执行动态链接 -在已编译的.class文件中,方法的代码是指要调用的方法和要通过符号引用访问的变量。
这些符号方法引用通过动态链接转换为具体的方法引用,并根据需要加载类以解析符号在那个时候还没有定义。
本地方法栈JVM也可以使用常规堆栈来支持本地方法,本地方法是用Java编程语言以外的其他语言编写的方法。
创建每个线程时,将为每个线程分配本地方法栈。
以下异常条件与本机方法堆栈相关联:如果线程中的计算所需的本机方法堆栈超出允许的范围,则Java虚拟机将引发StackOverflowError。
如果可以动态扩展本机方法堆栈并尝试进行本机方法堆栈扩展,但可以提供足够的内存,或者可以提供足够的内存来为新线程创建初始本机方法堆栈,则Java虚拟机将引发OutOfMemoryError。
堆堆是JVM运行时数据区域,从中可以将内存分配给对象,实例变量和数组。
堆是在JVM启动时创建的,并在所有Java虚拟机线程之间共享。
一旦存储在堆中的对象没有任何引用,该对象的内存就会被垃圾收集器回收,该垃圾收集器是一种自动存储管理系统。
对象永远不会显式释放。
以下异常情况与堆相关联:如果计算需要的堆多于自动存储管理系统可以提供的堆,则Java虚拟机将引发OutOfMemoryError。
方法区JVM具有在所有JVM线程之间共享的方法区域。
方法区域存储有关已加载的类和接口的元数据。
它存储每个类的结构,例如运行时常量池,字段和方法数据,以及方法和构造函数的代码。
对于JVM加载的每种类型,存储在方法区域中的类型信息如下-类/接口的全限定名称。
任何直接超类的完全限定名称。
使用的修饰符。
任何扩展超级接口的全限定名称。
区分加载类型是类还是接口的信息。
除类型信息方法区域外,还存储:运行时常量池。
字段信息,包括字段名称,类型,修饰符。
方法信息,包括方法名称,修饰符,返回类型,参数。
静态(类)变量。
方法代码,包含字节码,局部变量大小, *** 作数堆栈大小。
方法区域通常是非堆存储器的一部分,以前被称为PermGen空间。
注意, PermGen Space已从Java 8更改为metaSpace。
以下异常条件与方法区域相关联:如果无法使方法区域中的内存可用以满足分配请求,则Java虚拟机将抛出OutOfMemoryError。
运行时常量池运行时常量池是该类的constant_pool表的每个类或每个接口存储。
Constant_pool包含在编译时已知的常量(字符串文字,数字文字),它还存储必须在运行时解析的方法和字段引用。
运行时常量池在线程之间共享,并从JVM的方法区域分配。
不是将所有内容存储在字节码中,而是为该类维护单独的常量池,并且字节码包含对常量池的引用。
这些符号参考通过动态链接转换为具体的方法参考。
这就是JVM运行时数据区——Java内存分配的全部内容,希望对大家有所帮助,如果您有任何疑问或建议,请发表评论。
谢谢!
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