JVM_JMM:内存划分与作用详解释

栈的最大深度在编译完成后就已经确定了,如: max_stack=2,max_locals=4;
JVM的内存式受限于电脑的物理内存的,最大不能超过硬件的物理内存,当然会存在虚拟内存的概念,这个概念是可以这样理解:将磁盘空间虚拟化为内存空间看待。寻址空间是依赖于操作的系统的x86(寻址空间是2G)还是x86_64(寻址空间4G)

虚拟机栈:栈中的数据是Stack Frame 栈帧,是属于【线程私有】的内存空间,和线程相伴相生的。存在局部变量表,可以存放对象的引用类型及原生的数据类型。会抛出StackOverFlow、OutOfMemory也是有的。

程序计数器:Program Counter 是一块很小的内存空间,存储行号和字节码信息是【线程私有】的,记录当前执行线程挂起的位置等,不会出现内存溢出OutOfMemory。

本地方法栈:native方法 Hotspot虚拟机和虚拟机栈合二为一 主要用于处理本地方法。

堆(Heap): JVM管理最大的内存空间,new Object(),引用是位于虚拟机栈中的,对象实例本身在堆上面,是内存共享的,与堆相关的一个重要概念是垃圾收集器(GC Garbage Collector)现代几乎所有的垃圾收集器都是采用的分代收集算法,所以堆空间也基于这一点进行了相应的划分。新生代和老年代,Eden空间、From Survior空间、ToSurvior空间。老年代的垃圾回收很少会发生。一般情况下新生代晋升(promote
)到老年代,可以通过参数设置直接晋升到老年代。堆空间在物理内存可以是连续的,也可以是不连续的。

引用在指向对象的时候存在2种情况:

  1. 栈中的引用直接指向对象本身(HotSpotJVM采用的),栈的引用在压缩的过程中会被改变的
  2. 栈中的引用指向一个指针并且由指针指向堆中的另外一个空间(存放对象) 这种方式是使用的句柄(对象实例数据的指针和元数据的指针)好处栈中引用是不需要改变的压缩,会导致句柄中指向对象的指针的引用。


    对象引用的2种类型.png

Hotspot使用的是第2种方式,内存压缩(释放出较大的内存空间,存储更大的对象)会涉及到对象的移动的,第一种方式指针(指向对象)会发生改变下面的方式并不会存在这种情况 方法区极少发生内存的移动。

方法区(Method Area):线程共享的主要用于存储元数据信息,比如常量,Class固有的一些数据等,永久代(Permanent Generation)因为数据很少被回收(GC) JDK1.8后不存在永久代的概念,已经被彻底废弃了 使用元空间(Meta Space)替代,类被卸载后会被立即回收。

运行时的常量池:本身是方法区的一部分,比如字节码的常量池信息,字面量等信息。

直接内存(堆外内存): Direct Memory 不是JVM管理的,适合Java的NIO密切相关的,如Netty中的零拷贝,JVM是通过DirectByteBuffer来操作直接内存的,DirectByteBuffer是Java的堆上面的。


创建的对象的方式:

  1. new Object();
  2. 反射
  3. clone
  4. 反序列的方式

关于Java对象创建对象的过程(3个步骤):

  1. 在堆内存中创建出对象的实例
  2. 为对象的成员变量(实例变量,类变量在初始化的时候已经赋值了)赋初值
  3. 将对象的引用返回

详细解释第1步的操作:
指针碰撞: 前提是堆中的空间通过指针进行分割,一侧是被占用的空间,另一侧是未被占用的空间。
空闲列表: 前提是堆内存空间中已被使用和未被使用的空间是交织在一起的,这时虚拟机就需要通过一个列表来记录哪些空间是可以被使用的,哪些空间是已被使用的,接下来找出可以容纳下新创建的对象且未被使用的空间,在此空间存放该对象,同时需要修改空间列表的记录。


为什么会出现上面的情况?
和GC有关的,垃圾清除,内存空间压缩,涉及到对象的移动。


对象在内存中的布局:

  1. 对象头:存储运行时的对象信息
  2. 实例数据:(我们在一个类中所声明的各项信息)成员变量的信息
  3. 对齐填充:(可选)占位符的作用

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