java內存區域劃分及原理。網上總結。

JVM 內存模型圖:


大多數 JVM 將內存區域劃分爲 Method Area(Non-Heap)(方法區) ,Heap(堆) , Program Counter Register(程序計數器) ,   VM Stack(虛擬機棧,也有翻譯成JAVA 方法棧的),Native Method Stack  ( 本地方法棧 ),其中Method Area 和  Heap 是線程共享的  ,VM Stack,Native Method Stack  和Program Counter Register  是非線程共享的。爲什麼分爲 線程共享和非線程共享的呢?請繼續往下看。


首先我們熟悉一下一個一般性的 Java 程序的工作過程。一個 Java 源程序文件,會被編譯爲字節碼文件(以 class 爲擴展名),每個java程序都需要運行在自己的JVM上,然後告知 JVM 程序的運行入口,再被 JVM 通過字節碼解釋器加載運行。那麼程序開始運行後,都是如何涉及到各內存區域的呢?


概括地說來,JVM初始運行的時候都會分配好 Method Area(方法區) 和Heap(堆) ,而JVM 每遇到一個線程,就爲其分配一個 Program Counter Register(程序計數器) ,   VM Stack(虛擬機棧)和Native Method Stack  (本地方法棧), 當線程終止時,三者(虛擬機棧,本地方法棧和程序計數器)所佔用的內存空間也會被釋放掉。這也是爲什麼我把內存區域分爲線程共享和非線程共享的原因,非線程共享的那三個區域的生命週期與所屬線程相同,而線程共享的區域與JAVA程序運行的生命週期相同,所以這也是系統垃圾回收的場所只發生在線程共享的區域(實際上對大部分虛擬機來說知發生在Heap上)的原因。


    方法區在JVM中也是一個非常重要的區域,它與堆一樣,是被 線程共享 的區域。在方法區中,存儲了每個類的信息(包括類的名稱、方法信息、字段信息)、靜態變量、常量以及編譯器編譯後的代碼等。

    虛擬機棧描述的是Java方法執行的內存模型:每個方法被執行的時候都會同時創建一個棧幀(Stack Frame)用於存儲局部變量表、操作棧、動態鏈接、方法出口  等信息。每一個方法被調用直至執行完成的過程,就對應着一個棧幀在虛擬機棧中從入棧到出棧的過程。

    本地方法棧和虛擬機棧非常相似,只不過本地方法棧是爲Java使用到的Native方法服務的。

    程序計數器是一塊較小的內存空間,是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。字節碼解釋器工作時就是通過改變這個計數器的值來選取 下一條需要執行的字節碼指令,分支、循環、跳轉、異常處理、線程恢復等基礎功能都需要依賴這個計數器來完成。

    方法區域存放了所加載的類的信息(名稱、修飾符等)、類中的靜態變量、類中定義爲final類型的常量、類中的Field信息、類中的方法信息,當開發人員在程序中通過Class對象中的getName、isInterface等方法來獲取信息時,這些數據都來源於方法區域,同時方法區域也是全局共享的,在一定的條件下它也會被GC,當方法區域需要使用的內存超過其允許的大小時,會拋出OutOfMemory的錯誤信息。







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