JVM体系结构

下面重点介绍运行时数据区域模块:

(1)java堆(Heap)

  • 被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建
  • 用来存储对象实例
  • 可以通过-Xmx和-Xms控制堆的大小
  • OutOfMemoryError异常:当在堆中没有内存完成实例分配,且堆也无法再扩展时。

  java堆是垃圾收集器管理的主要区域。java堆还可以细分为:新生代(New/Young)、旧生代/年老代(Old/Tenured)。持久代(Permanent)在方法区,不属于Heap。

新生代:新建的对象都由新生代分配内存。常常又被划分为Eden区和Survivor区。Eden空间不足时会把存活的对象转移到Survivor。新生代的大小可由-Xmn控制,也可用-XX:SurvivorRatio控制Eden和Survivor的比例。

旧生代:存放经过多次垃圾回收仍然存活的对象。

持久代:存放静态文件,如今Java类、方法等。持久代在方法区,对垃圾回收没有显著影响。

(2)方法区

  • 线程间共享
  • 用于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等数据
  • OutOfMemoryError异常:当方法区无法满足内存的分配需求时
  • 运行时常量池

    • 方法区的一部分
    • 用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用,如String类型常量就存放在常量池
    • OutOfMemoryError异常:当常量池无法再申请到内存时

虚拟机必须要为每个被装载的类型维护一个常量池。常量池就是该类型所用常量的一个有序集合。3.3 java虚拟机栈(VM Stack)

(3)java虚拟机栈(VM Stack)

  • 线程私有,生命周期与线程相同
  • 存储方法的局部变量表(基本类型、对象引用)、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
  • java方法执行的内存模型,每个方法执行的同时都会创建一个栈帧,每一个方法被调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
  • StackOverflowError异常:当线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度
  • OutOfMemoryError异常:如果栈的扩展时无法申请到足够的内存

  JVM栈是线程私有的,每个线程创建的同时都会创建JVM栈,JVM栈中存放的为当前线程中局部基本类型的变量、部分的返回结果以及Stack Frame。其他引用类型的对象在JVM栈上仅存放变量名和指向堆上对象实例的首地址

(4) 本地方法栈(Native Method Stack)

与虚拟机栈相似,主要为虚拟机使用到的Native方法服务,在HotSpot虚拟机中直接把本地方法栈与虚拟机栈二合一

(5) 程序计数器(Program Counter Register)

  • 当前线程所执行的字节码的行号指示器
  • 当前线程私有
  • 不会出现OutOfMemoryError情况

(6)直接内存(Direct Memory)

  • 直接内存并不是虚拟机运行的一部分,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使用
  • NIO可以使用Native函数库直接分配堆外内存,堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作
  • 大小不受Java堆大小的限制,受本机(服务器)内存限制
  • OutOfMemoryError异常:系统内存不足时

  总结:Java对象实例存放在堆中;常量存放在方法区的常量池;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等数据放在方法区;以上区域是所有线程共享的。栈是线程私有的,存放该方法的局部变量表(基本类型、对象引用)、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。

  一个Java程序对应一个JVM,一个方法(线程)对应一个Java栈。

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