深入理解java虚拟机（1）------内存区域与内存溢出

在C++领域，关于C++的内存存储，结构等等，有一本书：深度探索C++对象模型，讲解的非常透彻。

而Java确把这一工作交给了虚拟机来处理。

我们首先来看看关于内存的问题。

1.问题：

1）java 的局部变量存在那里，类型怎么存放的？

2）static 变量

3）final 变量

4）method是存放的那里的

5）class类 & 内部类是如何存放

2.java虚拟机运行时数据区

2.1程序计数器

线程隔离数据，记录当前线程执行的位置。

PC计数器

由于Java虚拟机的多线程，是由线程轮换的方式分配CPU的。所以线程切换后，需要恢复到原来执行的地方

所有线程都需要一块内存来记录这个执行位置，此内存是线程私有的。这块内存称为Program Counter Registers

2.2Java虚拟机栈

这个栈就是我们常见的java 面试题中一般会问 heap & stack 的区别。这里的stack就是我们说的虚拟机栈。

这个栈是存放每个method执行的时候的局部变量表，动态连接，方法出口等信息。这个栈也是线程私有的。每个方法执行过程，对应

一个栈帧在虚拟机栈的入栈和出栈过程。

局部变量表存放：已知基本类型的变量，对象引用，也就是指向对象的指针，或者句柄，和retuanaddress地址。

栈中可以理解为存放对象的引用，而对象本身存放在堆。

当然64位的double & long会占据2个Slot。其余的数据占据1个。

如果申请的内存不够，就会OOM。

2.3本地方法栈

这个东西同Java虚拟机栈非常类似，这里存放这native方法的一些信息。

2.4Java堆

千呼万唤始出来，对象实例就是存放在这个地方。也是java内存最大的地方。

java所有的线程共享这一块内存。此内存的唯一目的就是存放对象实例。

GC的主要工作就是释放这里不用的内存。

这块区域为所有线程共享。所以android就会有activity或者service在非前台状态下，是否低优先级的情况。

2.5方法区

这块地方存放的就是已经加载的类信息，静态变量，常量等。

String abc = “abc”；这后面的“abc”就存放在这里。

2.5.2 运行时常量区

java在非编译阶段，也可以是一种常量的形式，比如：

String str = "abc"+"d";

它会生成“abcd”常量在运行时候。

运行是常量是方法区的一部分。

3.HotStot虚拟机对象探秘

java对象的创建过程分成2步：

1）加载类信息，存放在方法区

2）根据类信息，分配内存存放对象，内存在堆区。

分配内存的常见方式：

1）假设内存在堆区分为2块，一块是已经在使用的，一块是还没有分配的，这样我只要设置一个指针，来区分这两块区域。

当分配新的内存时，移动指针即可。

2）内存区域是不连续的，这样我只能在空闲的内存中，找到一块足够大的内存来分配，这种为空闲列表的方式。

但是，当分配内存时，会有同步的问题。

要么保证分配操作是原子操作，或者就是给每个线程优先分配一小块内存（Thread Local Allocation Buffer）

这个东西在android looper机制的时候，有所体现。

接下来就是对对象进行设置：

对象是那个类的实例，如何才找到对象的元数据信息，对象的hash表，对象的GC分布年龄等。

从程序员的角度看，一个对象在内存中已经创建，但是init的方法还没有执行。对象还没有按照程序员的意愿进行初始化。

3.1 对象的内存布局

在HotStot中，对象的布局可以分为3块：对象头，实例数据，和对其填充。

对象头根据虚拟机的位数，32bit或者64bit。

这部分被以极限的算法，来存储不少的信息。

实例数据部分，存的是真正有效的信息，这部分会存父类的信息和子类的信息。

3.2对象的访问方式

reference 指向的是另一个类的对象，所以它指向的实际是堆中的另一块内存而已。

HotSopt使用的是第二种方式。

5.几个问题的答案

1）java 的局部变量存在那里，类型怎么存放的？

java的局部变量存放在虚拟机栈中的该线程的栈帧，里面的局部变量表里面。

class对象的引用存放在局部变量表里。对象实例存放在java堆中。对象类型或者类信息存放在方法区。

2）static 变量

也存放在方法区内。

3）final 变量

final只是修饰变量的赋值行为，对变量的内存没有影响。所以有没有final不影响变量的存放位置。

4）method是存放的那里的

方法的内容也就是code，所有的method都在class类中，或者是类信息，所以存放在方法区内。

5）class类 & 内部类是如何存放

一个普通的类 & 内部类本质上是一样的，所以就是1）问题中描述的情况。

对象引用句柄或指针，存放在每个线程的局部变量表内。

对象实例存放在java堆中，

对象类加载信息存放在方法区中。

6）一个类的成员属性，它的内存是那块？

类的成员属性，某种意义上和C++/C 里面的全局变量类似。但是JVM其实没有全局变量这样一个概念。

成员属性的对应的内存可以肯定是在堆中，可以肯定成员变量的基本信息是在类信息中的。所以成员属性

的相关内存都在java堆中。

参考：

《深入理解Java虚拟机》　　周志明