【JVM】JVM内部结构以及堆栈等解释整理

【JVM】JVM内部结构以及堆栈等解释整理 JVM是什么？

JVM属于JDK下的JRE体系中的一个底层虚拟机。Java的跨平台也是因为JVM虚拟机的存在而存在的特性。

听说华为有一个去除了JVM虚拟器的工程,不知道是如何实现的，等有时间了，研究一下。

JVM模型图（记忆流程）

类装载子系统

类的加载，通过类加载器进行加载类。注意new 的对象都在堆中，而加载的类信息会存在方法区中，并且创建一个Class类到堆中。（实际执行时使用的是方法区中类信息，而堆中用于Java获取类的信息）

字节码执行引擎（待验证）

读取方法区中类信息进行执行，实时修改程序计数器，进行程序执行。注意new 的对象都在堆中。

内存模型 单个线程独有的

在JVM中单个线程独有线程栈、本地方法栈、程序计数器(PC寄存器)

栈(线程栈)

栈中又包括栈帧,而栈帧又包括局部变量表、 *** 作树栈、动态链接、方法出口。

• 局部变量表

  储存着方法中局部使用的变量，存储基本数据类型时，直接存储。存储引用数据类型时，存储堆中的内存地址。

• *** 作数栈

  在 *** 作数据时，存放数据进行处理。通过压栈出栈将数据进行计算与赋值(底层存在 *** 作数据计算与赋值方法)

• 动态链接

  将其中未替换的非静态方法(字符)替换为实际的方法内存地址，我的理解是为了在多态的情况下正确获取实际实体对象的方法。

• 方法出口

  存储调用该方法的位置信息，与返回数据信息等。

进栈流程

调用方法逐行读取

• 读取到变量时，分配局部变量表内存空间，将数据压入 *** 作数栈中进行 *** 作，当存在其他变量时依次入栈，再进行计算。
• 读取到方法时，在线程栈中压入新的栈帧，从新的方法中开始逐行读取。
• 读取到return,读取方法出口。栈帧出栈，根据方法出口信息，到指定位置开始执行。

本地方法栈

由C++进行编写，在JVM掉用本地方法或C++语言时进行压栈。早期调用C++程序方法，或调用底层方法时使用。

程序计数器(PC寄存器)

用于线程标记当前执行的位置，在CPU切换时，保证正常的执行位置。

线程共有的 堆

堆中分为新生代与老年代，其中新生代还分为Eden(伊甸园区), Survivor1(幸存者一区)，Survivor2(幸存者二区)

• 新生代

  大小比例:Eden:Survivor1:Survivor2=8:1:1

  • Eden(伊甸园区)

    新new的对象存储在该区域

  • Survivor1(幸存者一区)

    默认经历过低于15次minor gc的存储在该区域

  • Survivor2(幸存者二区)

    默认经历过低于15次minor gc的存储在该区域

• 老年代

  默认经历了15次minor gc后还存活的对象存储区域，还包括大对象（新生代无法装载），以及对象动态年龄判断的对象。

入堆流程

• new 一个对象时进入新生代的Eden(伊甸园区)

• 当Eden(伊甸园区)满时，进行minor gc，还生存的对象进入Survivor1(幸存者一区)或Survivor2(幸存者二区)，只进入其中一个。

  minor gc会将一个Survivor区与Eden(伊甸园区)都进行gc，而Survivor区中会一直存在一个空的Survivor1或2区。

• 当对象头中记录经历了15次gc时，进入老年代。

  当存在Survivor区中存储超过50%,从1加到n对象(加上就超过50%的对象)以外即超过n对象年龄的对象进入老年代。(对象动态年龄判断)

• 当老年代满时，触发Full gc(该gc包括新生代也会进行gc)，诺gc后还是满的，抛出OOM错误。

  注意：GC可能触发STW机制,即Stop the workd（停止世界）,此机制有以下原因：

  • 在收集非垃圾对象（可达性对象）时，root对象被销毁造成已收集的对象成为垃圾对象，从而造成收集大量无用对象。而由于未暂停，可能收集无数垃圾对象，无法达到释放内存目的。
  • 降低GC方法实现难度，如不进行暂停，GC方法实现需要检查已收集的对象是否成为垃圾对象。

元空间（方法区）

存储常量、静态变量、类信息，静态变量为引用数据类型时，存储堆中的内存地址。

注意：该方法区中的数据直接存储在内存中，64位默认为21MB,如war包很大或引用非常多的类时，注意需要扩大元空间大小，因为当元空间大小到达触发Full gc的阈值时会进行Full gc,未调整会造成反复Full gc。