Java虚拟机学习笔记 第一章第一部分

Java虚拟机学习笔记 第一章第一部分 Java虚拟机学习笔记–第一章第一部分 1 Java内存区域与内存溢出异常 1.1运行时的数据区域

​ java运行时的内存包含以下几个区域

​ 1.程序计数器

​ 2.Java虚拟机栈

​ 3.本地方法栈

​ 4.Java堆

​ 5.方法区

1.1.1 程序计数器

​ 程序计数器根据书中所言，就是一个记录程序运行到第几行的区域，所占内存比较小，属于线程私有，即一个线程一个程序计数器。

​ 对于Java方法，程序计数器记录的是正在执行的字节码地址而native方法则是未定义。

1.Java线程执行native方法时程序计数器为空（未定义），如何确保native执行完后的程序执行的位置

​ 这里的native方法并不是用java写的，不用去理会JVM的程序计数器（pc register）的概念，因此Java的程序计数器会出现未定义的情况，而native是由本地平台执行的，比如用C语言写的，在线程切换的时候就会根据C语言的切换规则切换回去，它在执行结束后会返回下一条指令的位置，不必担心Java找不到下一条指令。

2.课外小知识Native方法

​ native方法简单来说是在Java中需要使用Java不能提供的一些功能，例如直接控制 *** 作系统的方法，因此，它也就没有很好的可移植性，对于native方法，它类似抽象方法，不进行实现，通过非java语言进行实现。

​ 在java文件中，声明native方法， loadLibrary() 加载，通过自己写一个.cpp文件实现native方法，再编译成dll，由之前的loadLibrary()进行加载。

​ 当一个带有本地方法的类被加载时，其相关的DLL并未被加载，因此指向方法实现的指针并不会被设置。当本地方法被调用之前，这些DLL才会被加载，这是通过调用java.system.loadLibrary()实现的。 //本段落转载自 (67条消息) Java的native方法_wike的专栏-CSDN博客_java native方法

1.1.2虚拟机栈

​ 虚拟机栈中存储的是Java方法的内存模型，每一个Java方法会生成一个栈帧(stack frame) 然后存储进入虚拟机栈中。

​ 栈帧中存储局部变量表， *** 作数栈，动态链接，方法返回地址，一些额外的附加信息。

局部变量表

​ 局部变量表用于存储各种数据类型，最小单位是槽(slot，32位)，包括 boolean、byte、char、short、int、float、reference和 returnAddress ，long和double需要两个槽。

局部变量表有一些特点。

1.如果是非static方法，那么局部变量表的第0位是方法所属对象的引用.

2.Slot可以复用，在超出变量作用域的时候，gc会进行回收，给别的变量使用。

3.jvm不会给局部变量赋初始值，只给全局变量赋初始值。

*** 作数栈

​ *** 作数栈存储的也可以是一些数组，通常在这里进行对数据的计算， *** 作数栈是通过后进先出实现的而局部变量表是通过索引的，在它会将变量压入栈，计算，最后d栈，存储进入局部变量表。附 *** 作数栈实践 (67条消息) Java虚拟机站之 *** 作数栈_Lisam Blog-CSDN博客_ *** 作数栈

动态链接与静态解析

​ 对于方法的引用，java在编译的时候都是符号引用，因此，对于可知的方法调用，采取的是静态解析，也就是直接引用，而动态链接的作用，是将不可知的方法调用，在运行期间转换成直接引用。

(67条消息) JVM-虚拟机栈之动态链接_FloatDreamed的博客-CSDN博客_虚拟机栈动态链接

1.1.3 本地方法栈

​ 同Java虚拟机栈

​ 当线程调用 Java 方法时，虚拟机会创建一个栈帧并压入 Java 虚拟机栈。然而当它调用的是 native 方法时，虚拟机会保持 Java 虚拟机栈不变，也不会向 Java 虚拟机栈中压入新的栈帧，虚拟机只是简单地动态连接并直接调用指定的 native 方法。（因为之前你已经导入过该native方法的实现了，在这里直接调用即可）

引自 JVM 系列 - 内存区域 - 本地方法栈（四） - 简书 (jianshu.com)

1.1.4 Java堆

​ Java堆用于存储对象实例，在虚拟机被创建时就存在。被所有线程共享，Java堆的内存逻辑上连续，物理上可以不连续，可扩展。

1.1.5 方法区

​ 同Java堆，线程共享，但是它存储的是已被虚拟机加载的类的信息，常量（常量池），静态变量，代码等。

对于方法区，HotSpot存在永久代问题

​ 即曾经尝试使用堆的垃圾回收应用在方法区中，但目前已经放弃，因为存在内存泄漏的问题。

​ 但是对于方法区，其实并不需要垃圾回收，但不意味着数据的永久保存，对常量池的回收以及类的卸载依然存在垃圾回收。

1.1.6 运行时常量池 字面量

​ 对值的表示，这里的值指的是正数，浮点数，布尔类型，字符类型等。

符号引用

​ 对不确定地址的东西用一串符号来表示，符号是字面量。

​ 运行时常量池常常存储，编译器生成的各种字面量和符号引用。直接引用（指针等）也可以存储在常量池 中，运行时常量池具有一个特性：动态性。在运行期间也可以将新的常量放入常量池当中。常见使用： String.intern() //这是一个native方法 intern的本质是改变引用的方向。

​ 关于intern()方法的详解可看 Java intern() 方法 | 菜鸟教程 (runoob.com)

1.1.7 直接内存

​ 直接内存并不存在与Java虚拟机中，而是存在本地当中，利用Native函数进行分配内存，不受Java虚拟机的限制，知识在Java堆中有一个DirectByteBuffer对象对该内存进行引用，直接内存受本机总内存以及处理器寻址空间的影响。如果忽略直接内存，那么在虚拟机内存分配时你以为内存并没有超过限制，但是在进行内存扩展时就会出现OutOfMemoryError的异常。

er对象对该内存进行引用，直接内存受本机总内存以及处理器寻址空间的影响。如果忽略直接内存，那么在虚拟机内存分配时你以为内存并没有超过限制，但是在进行内存扩展时就会出现OutOfMemoryError的异常。