《深入理解Java虚拟机》读书笔记(一)——Java内存区域

世界上并没有完美的程序,但我们并不因此而沮丧,因为写程序本来就是一个不断追求完美的过程。 —— 书中引言

I、Java技术体系

Sun定义的Java技术体系包括:

  • Java程序设计语言
  • Java虚拟机
  • Class文件格式
  • Java API类库
  • 第三方Java类库

Java程序设计语言、Java虚拟机、Java API类库统称为JDK(Java Development Kit),JDK是支持Java程序开发的最小环境。

Java API类库中的Java SE API子集和Java虚拟机统称为JRE(Java Runtime Environment),JRE是支持Java程序运行的最小标准环境。

II、Java内存区域

Java虚拟机所管理的内存会包括一下几个运行时数据区域,如图

1.程序计数器

  • 简介: 是一块较小的内存空间,可以坐看是当前线程所执行的字节码的行号指示器。通俗点就是执行第几行代码。分支、循环、跳转、线程恢复等基础功能都需要依赖计数器完成。
  • 特点
    • 线程私有: 因为每条线程都需要有一个独立的程序计数器,不然会混乱。
    • 唯一一个没有规定任何OOM情况的区域
    • 如果线程正在执行的是一个Java方法,则计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址;如果执行的是Native方法,计数器值为空。

2、Java虚拟机栈

  • 简介: Java虚拟机栈描述Java方法执行的内存模型:每个方法在执行时会创建一个栈帧,用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息,每一个方法从调用到执行完成,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中的入栈出栈过程。
  • 特点
    • 线程私有,生命周期与线程相同
    • 此区域规定了两种异常情况:
      • 线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度, 抛出StackOverflowError
      • 无法获取足够的内存,抛出OutOfMemoryError
    • 局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型、对象引用、returnAddress类型。其中64位的long/double类型的数据会占用2个局部变量空间(Slot),其余数据类型占用一个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配,方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

3.本地方法栈

  • 简介: 本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的,区别是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务,而本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。
  • 特点
    • 线程私有,生命周期与线程相同
    • 此区域规定了两种异常情况:
      • 线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度, 抛出StackOverflowError
      • 无法获取足够的内存,抛出OutOfMemoryError

4.Java堆

  • 简介: 对大多数应用来说,Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块,在虚拟机启动时创建。此内存区域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。
  • 特点
    • Java堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此又被称为“GC堆”
    • 所有线程共享
    • Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中,只要逻辑上是连续的就可以。
    • 如果堆无法再扩展时,会抛出OutOfMemoryError

5.方法区

  • 简介: 方法区用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态常量、即时编译器编译后的代码等数据。
  • 特点
    • 所有线程共享
    • 如果无法满足内存分配时,会抛出OutOfMemoryError

6.运行时常量池

  • 简介: 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,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
  • 特点
    • 具有动态性,运行期间也可将常量放入池中,利用较多的就是String的intern()方法。
    • 如果无法满足内存分配时,会抛出OutOfMemoryError

7.直接内存

  • 简介:直接内存是物理机的内存。由于JDK1.4引入了NIO类,可以使用Native函数库直接分配堆外内存。
  • 特点
    • 会抛出OutOfMemoryError0
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