深入理解Java虛擬機(jī) - Java內(nèi)存區(qū)域
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- 2018-05-04 15:15:29
Java虛擬機(jī)在執(zhí)行Java程序的過程中會(huì)把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個(gè)不同的數(shù)據(jù)區(qū)域。 這些區(qū)域都有各自的用途，以及創(chuàng)建和銷毀的時(shí)間，有的區(qū)域隨著虛擬機(jī)進(jìn)程的啟動(dòng)而存在，有些區(qū)域則依賴用戶線程的啟動(dòng)和結(jié)束而建立和銷毀。
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虛擬機(jī)在執(zhí)行Java程序的過程中會(huì)把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個(gè)不同的數(shù)據(jù)區(qū)域。 這些區(qū)域都有各自的用途，以及創(chuàng)建和銷毀的時(shí)間，有的區(qū)域隨著虛擬機(jī)進(jìn)程的啟動(dòng)而存在，有些區(qū)域則依賴用戶線程的啟動(dòng)和結(jié)束而建立和銷毀。
程序計(jì)數(shù)器
程序計(jì)數(shù)器：是一塊較小的內(nèi)存
空間，它可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器。每個(gè)線程都有自己的獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器。如果線程正在執(zhí)行的是Java方法，那么這個(gè)計(jì)數(shù)器的值就是正在執(zhí)行的虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址;如果正在執(zhí)行的是Native方法，這個(gè)計(jì)數(shù)器值為空(undefined)。此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個(gè)在Java虛擬機(jī)規(guī)范中沒有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域。
Java虛擬機(jī)棧
線程私有的，它的生命周期與線程相同。虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個(gè)方法執(zhí)行的同時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息。局部變量表存放了編譯期可知的各種基本數(shù)據(jù)類型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、對(duì)象引用和returnAddress類型(指向了一條字節(jié)碼指令的地址)。其中64位長(zhǎng)度的long和double類型的數(shù)據(jù)會(huì)占用2個(gè)局部變量空間(slot)，其余的數(shù)據(jù)類型占1個(gè)。局部變量表所需的內(nèi)存空間在編譯期間分配完成，當(dāng)進(jìn)入一個(gè)方法時(shí)，這個(gè)方法需要在幀中分配多大的局部變量空間是完全確定的，在方法運(yùn)行期間不會(huì)改變局部變量表的大小。如果線程請(qǐng)求棧的深度大于虛擬機(jī)所允許的深度，將拋出StackOverflowError異常;無法申請(qǐng)到內(nèi)存拋出OutOfMemoryError異常。
本地方法棧
本地方法棧與虛擬機(jī)棧所發(fā)揮的作用是非常相似的，它們之間的區(qū)別不過是虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行
java方法，而本地棧則為虛擬機(jī)使用到的Native方法服務(wù)。
Java堆
Java堆是線程共享的，在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建。此區(qū)域的唯一目的就是存放對(duì)象實(shí)例，幾乎所有的對(duì)象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存。Java堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域，因此很多時(shí)候也被稱作“GC堆”。由于現(xiàn)在收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆中還可以細(xì)分為：新生代和老年代;再細(xì)致一點(diǎn)的有Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間等。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，既可以實(shí)現(xiàn)成固定大小的，也可以是可擴(kuò)展的，不過當(dāng)前主流的虛擬機(jī)都是按照可擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)的(通過-Xmx和-Xms控制)。
方法區(qū)(永久代)
線程共享，用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。這區(qū)域的內(nèi)存回收目標(biāo)主要是針對(duì)常量池的回收和對(duì)類型的卸載!
運(yùn)行時(shí)常量池
他是方法區(qū)的一部分，Class文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項(xiàng)信息就是常量池，用于存放編譯期生成的各種字面量和符號(hào)引用，這部分內(nèi)容將在類加載后進(jìn)入方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池中存放。
直接內(nèi)存
直接內(nèi)存不是虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的一部分。但是這部分內(nèi)存也被頻繁地使用，而且也可能導(dǎo)致OutOfMemoryError異常出現(xiàn)。在JDK1.4中新加入了NIO類，引入了一種基于通道與緩存區(qū)(buffer)的I/O方式，它可以使用Native函數(shù)庫(kù)直接分配堆外內(nèi)存，然后通過一個(gè)存儲(chǔ)在Java堆中的DirectByteBuffer對(duì)象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作。這樣能在一些場(chǎng)景中顯著提高性能，因?yàn)楸苊饬嗽贘ava堆和Native堆中來回復(fù)制數(shù)據(jù)。
以上就是Java內(nèi)存區(qū)域的全部介紹。
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