代码为生的烨天星

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JVM内存区域最粗略的划分可以分为堆和栈,当然,按照虚拟机规范,可以划分为以下几个、区域

JVM的内存区域-LMLPHP

Java虚拟机运行时数据区

JVM内存分为线程私有区和线程共享区,其中方法区和堆是线程共享区,虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器是线程隔离的数据区。

JVM的内存区域-LMLPHP

1、程序计数器

程序计数器(Program Counter Register)也被称为PC寄存器,是一块较小的内存空间。

它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器

JVM的内存区域-LMLPHP

2、Java虚拟机栈

Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack)也是线程私有的,它的生命周期与线程相同

作用:主管 Java 程序的运行,它保存方法的局部变量、部分结果,并参与方法的调用和返回

特点

  • 栈是一种快速有效的分配存储方式,访问速度仅次于程序计数器
  • JVM 直接对虚拟机栈的操作只有两个:每个方法执行,伴随着入栈(进栈/压栈),方法执行结束出栈
  • 栈不存在垃圾回收问题

栈中可能出现的异常

Java 虚拟机规范允许 Java虚拟机栈的大小是动态的或者是固定不变的

  • 如果采用固定大小的 Java 虚拟机栈,那每个线程的 Java 虚拟机栈容量可以在线程创建的时候独立选定。如果线程请求分配的栈容量超过 Java 虚拟机栈允许的最大容量,Java 虚拟机将会抛出一个 StackOverflowError 异常
  • 如果 Java 虚拟机栈可以动态扩展,并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存,或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈,那 Java 虚拟机将会抛出一个OutOfMemoryError异常

可以通过参数-Xss来设置线程的最大栈空间,栈的大小直接决定了函数调用的最大可达深度。

3、本地方法栈

  • Java 虚拟机栈用于管理 Java 方法的调用,而本地方法栈用于管理本地方法的调用
  • 本地方法栈也是线程私有的
  • 允许线程固定或者可动态扩展的内存大小
  • 如果线程请求分配的栈容量超过本地方法栈允许的最大容量,Java 虚拟机将会抛出一个 StackOverflowError 异常
  • 如果本地方法栈可以动态扩展,并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存,或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈,那么 Java虚拟机将会抛出一个OutofMemoryError异常
  • 本地方法是使用 C 语言实现的
  • 它的具体做法是 Native Method Stack 中登记 native 方法,在 Execution Engine 执行时加载本地方法库当某个线程调用一个本地方法时,它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。它和虚拟机拥有同样的权限。
  • 本地方法可以通过本地方法接口来访问虚拟机内部的运行时数据区,它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器,直接从本地内存的堆中分配任意数量的内存
  • 并不是所有 JVM 都支持本地方法。因为 Java 虚拟机规范并没有明确要求本地方法栈的使用语言、具体实现方式、数据结构等。如果 JVM 产品不打算支持 native 方法,也可以无需实现本地方法栈
  • 在 Hotspot JVM 中,直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一

4、Java堆

对于Java应用程序来说,Java堆(Java Heap)是虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例,Java里“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。

Java堆是垃圾收集器管理的内存区域,因此一些资料中它也被称作“GC堆”(Garbage Collected Heap,)。从回收内存的角度看,由于现代垃圾收集器大部分都是基于分代收集理论设计的,所以Java堆中经常会出现新生代、老年代、Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等名词,需要注意的是这种划分只是根据垃圾回收机制来进行的划分,不是Java虚拟机规范本身制定的。

JVM的内存区域-LMLPHP

Java 堆内存结构

5.方法区

  • 方法区(Method Area)与 Java 堆一样,是所有线程共享的内存区域。
  • 虽然 Java 虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫 Non-Heap(非堆),目的应该是与 Java 堆区分开。
  • 运行时常量池(Runtime Constant Pool)是方法区的一部分。Class 文件中除了有类的版本/字段/方法/接口等描述信息外,还有一项信息是常量池(Constant Pool Table),用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将类在加载后进入方法区的运行时常量池中存放。运行期间也可能将新的常量放入池中,这种特性被开发人员利用得比较多的是 String.intern()方法。受方法区内存的限制,当常量池无法再申请到内存时会抛出 OutOfMemoryError 异常。
  • 方法区的大小和堆空间一样,可以选择固定大小也可选择可扩展,方法区的大小决定了系统可以放多少个类,如果系统类太多,导致方法区溢出,虚拟机同样会抛出内存溢出错误
  • JVM 关闭后方法区即被释放
03-09 14:11