这里会记录 《深入理解java虚拟机》的所有知识点哟~
JVM结构图
JVM = 类加载器 + 执行引擎 + 运行时数据区
- 类加载器(Class Loader):把硬盘上的class文件加载到JVM中的运行时数据区域,它不负责这个类文件是否能够执行
- 执行引擎(Execution Engine):负责这个类文件是否能够执行。执行字节码,或者执行执行本地方法
运行时数据区
1. 程序计数器
程序计数器是一块较小的内存空间,它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在JMM中,字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取吓一跳需要执行的字节码指令,分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等急促功能都需要一来这个计数器来完成
为什么程序计数器是私有的?
由于JVM的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的,在任何一个确定的时刻,一个处理器都只会执行一条线程中的指令。因此,为了线程切换后能恢复到正确的执行位置,每条线程都需要有一个独立的程序计数器,各条线程之间计数器互不影响,独立存储。
有关取值:
- 如果线程正在执行的是一个java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址
- 如果正在执行的是native方法,这个计数器的值则为空
有关异常:
此内存区域是唯一一个在JVM规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域
2. Java虚拟机栈
- 虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型:每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧。
- 栈帧是用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构(在之后的文章中会具体讲解)。这个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
- 每一个方法从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入栈到出栈的过程
局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference类型,它不等同于对象本身,可能是一个指向对象起始地址的引用指针,也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置)和returnAddress类型
局部变量表所需要的内存空间在编译期间完成分配,当进入一个方法时,这个方法需要在栈中分配多大的局部变量空间是完全确定的,在方法运行期间不会改变局部变量表的大小
有关异常:
- 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常
- 如果虚拟机栈可以动态扩展,如果扩展时无法申请到足够的内存,就会抛出OutOfMemoryError异常
3. 本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的,他们之间的区别如下:
- 虚拟机栈为虚拟机执行java方法服务(即字节码服务)
- 本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务
4. Java堆
- 对于大多数应用来说,java堆是java虚拟机所管理的内存中最大的一块。
- java堆是被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建
- 此内存区域的唯一目的就是存放对象实例,几乎所有的对象实例都在这里分配内存
- java堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此很多时候也被称为”GC堆”
- 根据java虚拟机规范的固定,java堆可以处于物理上不连续的内存空间中,只要逻辑上连续即可。
5. 方法区
它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
java虚拟机规范对方法区的限制非常宽松,除了和java堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展外,还可以选择不实现垃圾收集。相对而言,垃圾收集行为在这个区域是比较少出现的,但并非数据进入了方法区就如永久代名字一样”永久“存在。这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。
5.1 运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息是常量池。常量池存放编译器生成的各种字面量和符号引用。这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
- 字面量:文本字符串生命为final的常量值
- 符号引用:类和接口的完全限定名,字段的名称与描述符,方法的名称与描述符
运行时常量池相对于Class文件常量池的另一个重要特征是具备动态性,java语言并不要求敞亮一定只有编译器才能产生,也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池,运行期间也可能将新的敞亮放入池中,这种特性被开发人员用得比较多的便是String类的intern()方法
6. 直接内存
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。
在JDK1.4中新加入了NIO类,引入了一种基于通道与缓冲区的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