对于Java程序员来说,内存是由JVM自动管理的,所以一旦出现内存泄漏或溢出的问题,不了解JVM的内存结构和各个内存区域的工作职责,将难以解决问题。

按照Java虚拟机规范的规定,JVM自动管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域。
Java(四)JVM内存结构

程序计数器:
是JVM中一块小的内存区域,保存着当前线程执行的虚拟机字节指令码的内存地址。Java多线程的实现,实际是通过线程间的轮流切换并分配处理器执行时间来实现的。在任何时刻,处理器都只会执行一个线程中的指令。在多线程场景下,为了保证线程切换回来,还能恢复到原先状态,找到原先执行的指令,所以每个线程都会设立一个程序计数器,并且各个线程之间不会相互影响,线程私有的内存区域。
如果当前线程正在执行Java方法,则程序计数器保存的是虚拟机字节码的内存地址,如果正在执行的是Native方法(非Java方法,JVM底层有许多非Java编写的函数实现),计数器则为空。程序计数器是唯一一个在Java规范中没有规定任何OutOfMemory场景的区域。
虚拟机栈
虚拟机栈是和线程紧密联系的,每创建一个线程时就会对应创建一个Java栈,所以Java栈也是线程私有的内存区域,这个栈中又会对应包含多个栈帧,每调用一个方法时就会往栈中创建并压入一个栈帧,栈帧是用来存储方法数据和部分过程结果的数据结构,每一个方法从调用到最终返回结果的过程,就对应一个栈帧从入栈到出栈的过程。
虚拟机栈是一个后入先出的数据结构,线程运行过程中,只有一个栈帧是处于活跃状态的,呗成为当前活动帧栈,当前活动帧栈始终是虚拟机栈的栈顶元素。
本地方法栈
本地方法栈和虚拟机栈的作用相似,不过虚拟机栈是为Java方法服务的,而本地方法栈是为native方法服务的。
方法区
方法区是用于存储类结构信息的地方,包括常量池、静态变量、构造函数等类型信息,类型信息是由类加载器在类加载时从类文件中提取出来的。
方法区同样存在垃圾收集,因为用户通过自定义加载器加载的一些类同样会成为垃圾,JVM会回收一个未被引用类所占的空间,以使方法区的空间达到最小。
方法区中还存在着常量池,常量池包含着一些常量和符号引用(加载类的连接阶段中的解析过程会将符号引用转换为直接引用)。
方法区是线程共享的。

是存储java实例或者对象的地方,是GC的主要区域,同样是线程共享的内存区域。

Java(四)JVM内存结构
上面main方法中运行的程序过程如下:

(1)用户创建了一个Student对象,运行时JVM首先会去方法区寻找该对象的类型信息,没有则使用类加载器classloader将Student.class字节码文件加载至内存中的方法区,并将Student类的类型信息存放至方法区。

(2)接着JVM在堆中为新的Student实例分配内存空间,这个实例持有着指向方法区的Student类型信息的引用,引用指的是类型信息在方法区中的内存地址。

(3)在此运行的JVM进程中,会首先起一个线程跑该用户程序,而创建线程的同时也创建了一个虚拟机栈,虚拟机栈用来跟踪线程运行中的一系列方法调用的过程,每调用一个方法就会创建并往栈中压入一个栈帧,栈帧用来存储方法的参数,局部变量和运算过程的临时数据。上面程序中的stu是对Student的引用,就存放于栈中,并持有指向堆中Student实例的内存地址。

(4)JVM根据stu引用持有的堆中对象的内存地址,定位到堆中的Student实例,由于堆中实例持有指向方法区的Student类型信息的引用,从而获得add()方法的字节码信息,接着执行add()方法包含的指令。

总结

1、所有线程共享的内存数据区:方法区,堆。而虚拟机栈,本地方法栈和程序计数器都是线程私有的。

2、存放于栈中的东西如下:
    2.1 每个线程包含一个栈区,栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象)。对象都存放在堆区中。

2.2 每个栈中的数据(基础数据类型和对象引用)都是私有的,其他栈不能访问。
    2.3 方法的形式参数,方法调用完后从栈空间回收
    2.4 引用对象的地址,引用完后,栈空间地址立即被回收,堆空间等待GC

3、存放于堆中的东西如下:

3.1 存储的全部是对象,每个对象包含一个与之对应的class信息

3.2 Jvm只有一个堆区(heap)被所有线程共享,堆区中不存放基本类型和对象引用,只存放对象本身

4、存放于方法区中的东西如下:

4.1 存放线程所执行的字节码指令

4.2 跟堆一样.被所有线程共享.方法区包含:所有的class和static变量

4.3 常量池位于方法区中,见如下图示说明

Java(四)JVM内存结构

相关文章:

  • 2021-10-23
  • 2021-05-26
  • 2021-09-05
  • 2021-08-17
  • 2021-07-01
  • 2022-12-23
  • 2022-12-23
  • 2022-12-23
猜你喜欢
  • 2021-09-04
  • 2022-12-23
  • 2021-07-29
  • 2021-12-19
  • 2021-11-28
  • 2022-12-23
  • 2022-12-23
相关资源
相似解决方案