一、程序运行时,内存到底是如何进行分配读后感

如果有需要,书籍地址

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JVM 中的内存可以划分为若干个不同的数据区域,主要分为:程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区。

Java程序是多线程的,CPU可以在多个线程中分配执行时间片段。当某一个线程被CPU挂起时,需要记录代码已经执行到的位置,方便CPU重新执行此线程时,知道从哪行指令开始执行。这就是程序计������数器的作用。
“程序计数器”是虚拟机中一块较小的内存空间,主要用于记录当前线程执行的位置。

程序计数器需要注意的点

  1. 在Java虚拟机规范中,对程序计数器这一区域没有规定任何OutOfMemoryError情况(或许是感觉没有必要吧)。
  2. 程序计数器是线程私有的,每条线程内部都有一个私有程序计数器。它的生命周期随着线程的创建而创建,随着线程的结束而死亡。
  3. 当一个线程正在执行一个 Java 方法的时候,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,这个计数器值则为空(Undefined)。

虚拟机栈

在Java虚拟机规范中,对这个区域规定了两种异常状况:

  1. StackOverflowError:当线程请求栈深度超出虚拟机栈所允许的深度时抛出。
  2. OutOfMemoryError:当 Java 虚拟机动态扩展到无法申请足够内存时抛出。
    JVM 是基于栈的解释器执行的,DVM 是基于寄存器解释器执行的。
    栈的解释器这要从JVM内存虚拟模型开始
    JVM 会给每个方法创建一个栈帧,我们可以这样理解:一个线程包含多个栈帧,而每个栈帧内部包含局部变量表、操作数栈、动态连接、返回地址等;
    基于寄存器的虚拟机,它们的操作数是存放在CPU的寄存器的。
    通过操作数的地址,对数据直接进行添加,指令比jvm少
public static int add(int k) {
    int i = 1;
    int j = 2;
    return i + j + k;
}

使用javac javap -v 得到

byte.png

在这里推荐ASM Bytecode Viewer
byte2.png

系统不会为局部变量赋予初始值(实例变量和类变量都会被赋予初始值),也就是说不存在类变量那样的准备阶段。

操作数栈(lifo),后入先出

当一个方法刚刚开始执行的时候,这个方法的操作数栈是空的。在方法执行的过程中,会有各种字节码指令被压入和弹出操作数栈(比如:iadd指令就是将操作数栈中栈顶的两个元素弹出,执行加法运算,并将结果重新压回到操作数栈中

动态链接

动态链接的主要目的是为了支持方法调用过程中的动态连接(Dynamic Linking)。
在一个 class 文件中,一个方法要调用其他方法,需要将这些方法的符号引用转化为其所在内存地址中的直接引用,而符号引用存在于方法区中。

返回地址

  1. 正常退出:指方法中的代码正常完成,或者遇到任意一个方法返回的字节码指令(如return)并退出,没有抛出任何异常。
  2. 异常退出:指方法执行过程中遇到异常,并且这个异常在方法体内部没有得到处理,导致方法退出。
  public static int add() {
        int i = 1;
        int j = 2;
        return i + j + 10;
    }

0:iconst_1(把常量1压入操作数栈栈顶)
1:istore_1(把操作数栈栈顶的出栈放入局部变量表索引为1的位置) 2: iconst_2 (把常量 2 压入操作数栈栈顶)
3: istore_2 (把操作数栈栈顶的出栈放入局部变量表索引为 2 的位置)
4: iload_1 (把局部变量表索引为 1 的值放入操作数栈栈顶)
5: iload_2 (把局部变量表索引为 2 的值放入操作数栈栈顶)
6: iadd (将操作数栈栈顶的和栈顶下面的一个进行加法运算后放入栈顶)
7: istore_3 (把操作数栈栈顶的出栈放入局部变量表索引为 3 的位置)
8: iload_3 (把局部变量表索引为 3 的值放入操作数栈栈顶)
9: bipush 10 (把常量 10 压入操作数栈栈顶)
11: iadd (将操作数栈栈顶的和栈顶下面的一个进行加法运算后放入栈顶)
12: ireturn (结束)

所以当方法运行完后,局部变量表,操作数栈都会被销毁,所以这一块的内存不需要我们管。

堆(是我们需要重点关注的点)

所有对象实例都在这里,注意多线程

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总结来说,JVM的运行时内存结构中一共有两个“栈”和一个“堆”,分别是:Java虚拟机栈和本地方法栈,以及“GC堆”和方法区。除此之外还有一个程序计数器,但是我们开发者几乎不会用到这一部分,所以并不是重点学习内容。JVM内存中只有堆和方法区是线程共享的数据区域,其它区域都是线程私有的。并且程序计数器是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况区域

以前有很多不能理解的,看完后,有种豁然开朗的感觉,加油。目前敲一遍是为了加深理解,谢谢。

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