一、了解JVM运行时数据区域结构
可以看到,该区域分为5大模块:程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区。
二、各模块分析
1、程序计数器
程序计数器时内存中占的十分小,一些说法是,它为线程私有,记录了当前线程执行到的行(按照书上的说法就是当前线程的字节码的行号指示器,字节指示器就是通过改表这个计数器的值来选取下一条字节码指令),比方说,当你yield后,下次回来执行,回根据程序计数器来程序知道上一次程序执行到的位置。
2、Java虚拟机栈
该区域也属于线程私有,生命周期与线程相同。该栈描述Java执行的内存模型,该方法再执行的时候会创建一个栈帧,保存了局部变量表、操作数栈、多态链接、方法出口。每一个方法从调用到完成,表示了一个栈帧在虚拟机入栈到出栈的过程。
这里这个线程私有十分关键,刚接触到线程私有地时候,就没有完全理解。在学习java并发地时候被一个问题困扰了很久:线程在调用对象地时候,会拷贝一份到本线程,当初一直认为拷贝地是对象的引用,而因为对象是在堆中的,因此,这些对象是共享的。因此,也就是说这些对象是(可见的)。但问题是,众说周知,对象不是线程安全的(比如说静态变量)。那到底是怎么回事呢?这里就要说说这个线程私有了,比如创建线程的时候,会创建一份需要使用对象的拷贝(总不能使用父线程的引用吧,“线程私有”),可见,这个内存拷贝机制不是形容这个对象引用的,那么到底线程拷贝的到底是什么呢?线程从主内存拷贝的的确是对象,将其放入工作内存,但它不会全部拷贝,只会拷贝用到的一部分,这样,问题就说通了。
其中局部变量表存放了编译器可知的基本数据类型,对象的引用(可以是一个指向对象起始地址的指针,或一个代表对象的句柄或其它与此对象相关的位置)、returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)。
该模块有两种异常:StackOverflowError,该异常表示线程请求的深度大于虚拟机允许的深度,如,有时候,递归的一些边界条件没考虑好,导致一直无限递归下去,回出现该错误。OutOfMemoryError,在该栈扩展时候,无法申请到足够的内存。
3、本地方法栈
本地方法栈和虚拟机栈相似,区别在于,虚拟机栈为该虚拟机执行Java方法服务,本地方法栈为Native方法(调用C、C++等)服务。
4、Java堆
Java堆是线程共享的最大的内存区域,在虚拟机启动时候创建。该区域存放对象的实例,几乎所有对象实例都在这分配内存(数组也是对象,因此也在堆中)。
堆是垃圾收集器管理的只要区域,很多时候被称为“GC堆”。但该内存中,可能会划分出很多线程私有的分配缓存区,Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中,只要逻辑连续即可。
5、方法区
方法区被线程共享,保存以被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即使编译器编译后的代码等数据。其中运行时常量池是方法区的一部分。
这里好好说说困扰我很久的常量池(表)和运行时常量池。首先运行时常量池是属于方法区的,方法区除了运行时常量池还有类的字节码文件(以前搞不懂字节码文件和Class对象区别:字节码文件是编译后生成的二进制,存放各种类的信息,十分的繁琐,后面再说,而Class对象提供了一套可以访问字节码文件的接口,这里Class对象也是个对象,因此保存在堆中)。在类的字节码文件中有一张指向运行时常量池的表,叫做常量池(表)。好吧,这里就看出了运行时常量池和常量池的区别了吧。static fianl为常量,还有String类型和Integer(-128到127)
6、直接内存
直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分,它引入一种基于通道与缓存的Buffer方式。