深入了解JVM-方法区

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今天呢！灯塔君跟大家讲：

深入了解JVM-方法区

当JVM使用类装载器装载某个类时，它首先要定位对应的class文件，然后读入这个class文件，最后，JVM提取该文件的内容信息，并将这些信息存储到方法区，最后返回一个class实例。上面是对类的装载过程作了个简单的描述，看了上面一段文字，也许你会问：方法区是什么？里面存了哪些内容？下面我们将对方法区作一个详细的描述。

方法区是什么？有哪些特点？

方法区是系统分配的一个内存逻辑区域，是用来存储类型信息的(类型信息可理解为类的描述信息)。方法区主要有以下几个特点：一.方法区是线程安全的。由于所有的线程都共享方法区，所以，方法区里的数据访问必须被设计成线程安全的。例如，假如同时有两个线程都企图访问方法区中的同一个类，而这个类还没有被装入JVM，那么只允许一个线程去装载它，而其它线程必须等待二.方法区的大小不必是固定的，JVM可根据应用需要动态调整。同时，方法区也不一定是连续的，方法区可以在一个堆(甚至是JVM自己的堆)中自由分配。三.方法区也可被垃圾收集，当某个类不在被使用(不可触及)时，JVM将卸载这个类，进行垃圾收集

一、方法区里存放的是哪些内容？

1、类型信息

· 类型的全限定名

· 超类的全限定名

· 直接超接口的全限定名

· 类型标志（该类是类类型还是接口类型）

· 类的访问描述符（public、private、default、abstract、final、static）

2、类型的常量池（该部分是独有的，然后运行时，把该部分加载进运行时常量池，当调用时则从符号引用解析为直接引用，但是有些确定的方法会直接转换，比如静态方法，比如构造方法）

存放该类型所用到的常量的有序集合，包括直接常量（如字符串、整数、浮点数的常量）和对其他类型、字段、方法的符号引用。常量池中每一个保存的常量都有一个索引，就像数组中的字段一样。因为常量池中保存中所有类型使用到的类型、字段、方法的符号引用，所以它也是动态连接(栈中对应的方法指向这个引用)的主要对象（在动态链接中起到核心作用）。

3、字段信息（该类声明的所有字段）

· 字段修饰符（public、protect、private、default）

· 字段的类型

· 字段名称

4、方法信息

方法信息中包含类的所有方法，每个方法包含以下信息：

• 方法名 • 方法的返回类型（包括void） • 方法参数的类型、数目以及顺序 • 方法修饰符（public,private,protected,static,final,synchronized,native,abstract）针对非本地方法，还有些附加方法信息需要存储在方法区内： • 方法字节码 • 方法中局部变量区的大小、方法栈帧 • 异常表

5、类变量（静态变量）

指该类所有对象共享的变量，即使没有任何实例对象时，也可以访问的类变量。它们与类进行绑定。

6、指向类加载器的引用

每一个被JVM加载的类型，都保存这个类加载器的引用，类加载器动态链接时会用到。

7、指向Class实例的引用

类加载的过程中，虚拟机会创建该类型的Class实例，方法区中必须保存对该对象的引用。通过Class.forName(StringclassName)来查找获得该实例的引用，然后创建该类的对象。

8、方法表

为了提高访问效率，JVM可能会对每个装载的非抽象类，都创建一个数组，数组的每个元素是实例可能调用的方法的直接引用，包括父类中继承过来的方法。这个表在抽象类或者接口中是没有的，类似C++虚函数表vtbl。

二、运行时常量池(Runtime Constant Pool)

Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是运行时常量池，用于存放编译器生成的各种字面常量和符号引用，这部分内容被类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个特征具有动态性，可以在运行期间将新的常量放入池中（典型的如String类的intern()方法）。

运行时常量池是把Class文件常量池加载进来，每个类有一个独立的。刚开始时运行的时候运行时常量池里的链接都是符号链接（只用名字没有实体），跟在Class文件里的一样；只有调用该方法时，才把常量转换成直接引用。然后就可以供给给其他方法调用了。如下3个图：

如果符号引用是在类加载阶段或者第一次使用的时候转化为直接应用,那么这种转换成为静态解析,如果是在运行期间转换为直接引用,那么这种转换就成为动态连接。

例如说加载完Class A之后的Foo.bar()方法等一段时间被调用，A.class文件里就会有对该方法的Method ref常量，是个符号链接（只有名字没有实体），加载到运行时常量池也还是一样是符号链接（符号引用），等真的要调用该方法的时候该常量就会被resolve（解析）为一个直接链接（直接引用））。

（该部分是独有的，然后运行时，把该部分加载进运行时常量池，当调用时则从符号引用解析为直接引用，但是有些确定的方法会直接转换，比如静态方法，比如构造方法）

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