直接上图:
Java的运行时数据区主要是:方法区、虚拟机栈、本地方法栈、堆、程序计数器。
程序计数器
是一个较小的内存空间,可以理解为当前线程执行的字节码的行号指示器。字节码解释器通过改变这个计数器的值来选取下一个需要执行的字节码指令;分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖于程序计数器。
它是线程私有,每一个线程都有一个独立的程序计数器。如果当前执行的是Java方法,记录的就是当前正在执行的虚拟机字节码指令地址。如果是执行的Native方法,这时是空(Undefined).
- 此内存区域不会出现OOM(OutOfMemoryError)
Java虚拟机栈
Java虚拟机栈也是线程私有,其生命周期和线程相同。java虚拟机描述的是Java方法执行的内存模型:每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表(存储编译期可知的各种基本数据类型、对象引用和returnAdress类型)、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从执行到结束,就对应着一个栈帧在虚拟机中的入栈和出栈过程。
- 如果线程的请求的栈深度大于虚拟机允许的深度,将抛出StackOverflowError;如果允许动态扩容,当无法申请到足够内存时,会抛出OutOfMemoryError。
本地方法栈
和Java虚拟机栈几乎一样,Java虚拟机栈执行Java方法而Native虚拟机则是虚拟机使用到的Native方法
。也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError。
Java堆
是Java虚拟机所管理的内存最大的一块。被所有的线程共享,垃圾回收的主要区域。此区域主要目的存放对象,几乎所有的对象实例都在这里分配内存。
可以通过 -Xmx 和-Xms 来控制扩展,当堆没有内存完成实例分配,并且无法再扩展,将抛出OutOfMemoryError
方法区
和堆一样,所有线程共享。存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码数据等。JDK1.7已把原来放在永久代的字符串常量池移出。
- 当无法满足内存分配需求时,还是会抛出OutOfMemoryError。
运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述外,还有一项信息是常量词,用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用,这部分内容在类加载后进入方法区的运行时常量池中。
虚拟机中对象简介
对象的创建
当虚拟机遇到一个new指令时,会去检查常量池中是否有这个类的符号引用,并检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果没有,就必须先执行相应的类加载过程。在类加载检查通过后,虚拟机会为新生对象分配内存,对象所需的内存大小在类加载完成后就可以确定。 当然这里还牵扯出了垃圾回收等。
对象的内存布局
在HotSpot虚拟机中,对象在内存的布局可以分为3块区域:对象头、实例数据和对齐填充。
- 对象头包括两个部分:
- 一部分用于存储自身的运行时数据,如哈希码(HashCode)、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等。
- 一部分是类型指针,即对象的类元数据的指针,虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。如果是一个Java数组,那么对象头还必须有一块用于记录数组长度的数据,因为虚拟机可以通过普通的Java对象的元数据确定Java对象的大小,但是数组元数据中无法确定。
对象的访问定位
建立对象是为了使用对象,我们的Java程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。由于reference类型在虚拟机规范中只规定了一个指向对象的引用,并没有定义具体通过何种方式去定位,所以这个取决于具体的虚拟机实现,主流的是句柄和直接指针
- 句柄访问那么Java堆将划分出一款内存来做句柄池,reference中存储的就是对象的句柄地址,而句柄中包含了对象的实例数据与类型数据各自的具体地址信息。
- 如果使用直接指针访问,那么Java堆对象的布局就必须考虑如何放置访问类型数据相关信息,而reference中存储的直接是对象地址。
这两种对象访问各有优势,使用句柄来访问的最大好处就是reference中存储的是稳定的句柄地址,在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针,而reference本身不需要修改。
使用直接指针方式访问最大的好处是速度快,节省了一次指针定位的时间开销,由于对象的访问十分频繁,因此这类开销积少成多后也是一项和客观的执行成本。
内容来源于《深入理解JAVA虚拟机》
来源:CSDN
作者:某某灬
链接:https://blog.csdn.net/weixin_43882997/article/details/103682200