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深入理解Java虛擬機 - Java內存區域

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  • 2018-05-04 15:15:29

Java虛擬機在執行Java程序的過程中會把它所管理的內存劃分為若干個不同的數據區域。 這些區域都有各自的用途,以及創建和銷毀的時間,有的區域隨著虛擬機進程的啟動而存在,有些區域則依賴用戶線程的啟動和結束而建立和銷毀。

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<div>Java虛擬機在執行Java程序的過程中會把它所管理的內存劃分為若干個不同的數據區域。 這些區域都有各自的用途,以及創建和銷毀的時間,有的區域隨著虛擬機進程的啟動而存在,有些區域則依賴用戶線程的啟動和結束而建立和銷毀。 
  程序計數器
  程序計數器:是一塊較小的內存空間,它可以看作是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。每個線程都有自己的獨立的程序計數器。如果線程正在執行的是Java方法,那么這個計數器的值就是正在執行的虛擬機字節碼指令的地址;如果正在執行的是Native方法,這個計數器值為空(undefined)。此內存區域是唯一一個在Java虛擬機規范中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域。
  Java虛擬機棧
  線程私有的,它的生命周期與線程相同。虛擬機棧描述的是Java方法執行的內存模型:每個方法執行的同時都會創建一個棧幀用于存儲局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口等信息。局部變量表存放了編譯期可知的各種基本數據類型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、對象引用和returnAddress類型(指向了一條字節碼指令的地址)。其中64位長度的long和double類型的數據會占用2個局部變量空間(slot),其余的數據類型占1個。局部變量表所需的內存空間在編譯期間分配完成,當進入一個方法時,這個方法需要在幀中分配多大的局部變量空間是完全確定的,在方法運行期間不會改變局部變量表的大小。如果線程請求棧的深度大于虛擬機所允許的深度,將拋出StackOverflowError異常;無法申請到內存拋出OutOfMemoryError異常。
  本地方法棧
  本地方法棧與虛擬機棧所發揮的作用是非常相似的,它們之間的區別不過是虛擬機棧為虛擬機執行java方法,而本地棧則為虛擬機使用到的Native方法服務。
  Java堆
  Java堆是線程共享的,在虛擬機啟動時創建。此區域的唯一目的就是存放對象實例,幾乎所有的對象實例都在這里分配內存。Java堆是垃圾收集器管理的主要區域,因此很多時候也被稱作“GC堆”。由于現在收集器基本都采用分代收集算法,所以Java堆中還可以細分為:新生代和老年代;再細致一點的有Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間等。在實現時,既可以實現成固定大小的,也可以是可擴展的,不過當前主流的虛擬機都是按照可擴展來實現的(通過-Xmx和-Xms控制)。
  方法區(永久代)
  線程共享,用于存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼等數據。這區域的內存回收目標主要是針對常量池的回收和對類型的卸載!
  運行時常量池
  他是方法區的一部分,Class文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外,還有一項信息就是常量池,用于存放編譯期生成的各種字面量和符號引用,這部分內容將在類加載后進入方法區的運行時常量池中存放。
  直接內存
直接內存不是虛擬機運行時數據區的一部分。但是這部分內存也被頻繁地使用,而且也可能導致OutOfMemoryError異常出現。在JDK1.4中新加入了NIO類,引入了一種基于通道與緩存區(buffer)的I/O方式,它可以使用Native函數庫直接分配堆外內存,然后通過一個存儲在Java堆中的DirectByteBuffer對象作為這塊內存的引用進行操作。這樣能在一些場景中顯著提高性能,因為避免了在Java堆和Native堆中來回復制數據。
以上就是Java內存區域的全部介紹。
 

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