JVM那点事-JVM内存结构

网上的文章,一上来,就讲JMM(Java Memory Model)把我看得一愣一愣的,于是,我就以小白的视角,来写一篇吧!

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java内存模型(JDK7).png

1. 程序计数器

程序计数器(Program Counter Rigister)线程私有,保证线程切换后恢复到执行位置。
java虚拟机的多线程 是通过线程切换并获取时间片 的方式来实现的。也就是说,在某一个时刻,一个处理器(多核处理器的一个内核)都只会执行一条线程中的指令。那么如何在线程切换后恢复到正确的执行位置呢?那我们就需要一个线程私有的程序计数器,来记录正在执行的虚拟机字节码的指令地址。(一句话总结:记录线程的执行位置。程序计数器是唯一不会抛出OutOfMemoryError情况的区域。

2. java虚拟机栈

java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks):也是线程私有的。生命周期和线程相同。它的内存模型是什么呢?
  每个方法执行的同时,会创建一个栈帧Stacks Frame)用于存储局部变量表操作数栈动态链接方法出口等信息。方法的执行,对应栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程(一句话总结:创建栈帧执行方法,程序计数器会指向栈顶。)
(注:局部变量表存放的是编译期可知的各种 基本数据结构对象引用(不同于对象本身)和 retrunAddress类型)。
Java虚拟机栈引用的对象可作为GC Root

3. 本地方法栈

本地方法栈(Native Method Stack):虚拟机栈发挥的作用相似,他们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行java方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则为虚拟机使用的Native方法服务。本地方法栈Native方法引用的对象可作为 GC Root

4. Java堆

Java堆:(Java Heap)是java虚拟机所管理内存最大的一块,线程共享。在虚拟机启动时创建。此区域的唯一目的就是存放对象实例
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此很多时候被称为“GC堆”。由于现在收集器基本采用分代收集算法。所以java堆还可以被分为:新生代老年代
Java虚拟机规范的规定,java堆可以在物理不连续的内存空间上,只要逻辑上是连续的即可。

5. 方法区(元空间)

方法区包含:类信息。常量、静态变量和常量池。

方法区(Method Area):是各个线程共享的内存区域。它存储已被虚拟机加载的类信息常量静态变量即编译器编译后的代码等数据。方法区常量和静态变量引用的对象,可作为GC Root。传送门——指向null的对象,会被GC回收吗?

6. 运行时常量池

运行时常量池(Runtime Constant Pool):是方法区的一部分,用于存放编译期生成的各种字面量符号引用。这部分内容在类加载后进入方法区的运行时常量池存放。
运行时常量池另一个重要特征就是具有动态性。java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生,运行期间也可以将新的常量放入池中,这种特性被开发人员利用的比较多的就是String类的intern()方法。['ɪntɜːn] 拘留犯

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String的intern()方法.png

7. 直接内存(蛮重要的)

直接内存(Direct Memory)并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。但是这部分内存也被频繁的使用。而且也可能导致OutOfMemoryError异常。
在JDK1.4 中新加入的NIO类,引入了一种基于通道(Channel)与缓存区(Buffer)的I/O方式。它可以使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中提高性能,因为避免了Java堆Native堆中来回复制数据。
小坑:本机的直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制,但是会受到本机总内存的限制。可能导致各个内存区域总和大于物理内存的限制,从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError

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