詳解JVM中堆、棧、方法區(對象、值)是如何調用執行的

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這兩天看了一下深入淺出JVM這本書,推薦給高級的java程序員去看,對你瞭解JAVA的底層和運行機制有

比較大的幫助。
廢話不想講了.入主題:
先了解具體的概念:
JAVA的JVM的內存可分爲3個區:堆(heap)、棧(stack)和方法區(method)

堆區:
1.存儲的全部是對象,每個對象都包含一個與之對應的class的信息。(class的目的是得到操作指令)
2.jvm只有一個堆區(heap)被所有線程共享,堆中不存放基本類型和對象引用,只存放對象本身
棧區:
1.每個線程包含一個棧區,棧中只保存基礎數據類型的對象和自定義對象的引用(不是對象),對象都存放在堆區中
2.每個棧中的數據(原始類型和對象引用)都是私有的,其他棧不能訪問。
3.棧分爲3個部分:基本類型變量區、執行環境上下文、操作指令區(存放操作指令)。
方法區:
1.又叫靜態區,跟堆一樣,被所有的線程共享。方法區包含所有的class和static變量。

2.方法區中包含的都是在整個程序中永遠唯一的元素,如class,static變量。

爲了更清楚地搞明白髮生在運行時數據區裏的黑幕,我們來準備2個小道具(2個非常簡單的小程序)。
AppMain.java

 public   class  AppMain                

//運行時, jvm 把appmain的信息都放入方法區

{

public   static   void  main(String[] args)  //main 方法本身放入方法區。

{

Sample test1 = new  Sample( " 測試1 " );   //test1是引用,所以放到棧區裏, Sample是自定義對象應該放到堆裏面

Sample test2 = new  Sample( " 測試2 " );

test1.printName();

test2.printName();

}


Sample.java

 public   class  Sample        //運行時, jvm 把appmain的信息都放入方法區

{

/** 範例名稱 */

private  name;      //new Sample實例後, name 引用放入棧區裏,  name 對象放入堆裏

/** 構造方法 */

public  Sample(String name)

{

this .name = name;

}

/** 輸出 */

public   void  printName()   //print方法本身放入 方法區裏。

{

System.out.println(name);

}


OK,讓我們開始行動吧,出發指令就是:“java AppMain”,包包裏帶好我們的行動向導圖,Let’s GO!

系統收到了我們發出的指令,啓動了一個Java虛擬機進程,這個進程首先從classpath中找到AppMain.class文件,讀取這個文件中的二進制數據,然後把Appmain類的類信息存放到運行時數據區的方法區中。這一過程稱爲AppMain類的加載過程。
接着,Java虛擬機定位到方法區中AppMain類的Main()方法的字節碼,開始執行它的指令。這個main()方法的第一條語句就是:
Sample test1=new Sample("測試1");
語句很簡單啦,就是讓java虛擬機創建一個Sample實例,並且呢,使引用變量test1引用這個實例。貌似小case一樁哦,就讓我們來跟蹤一下Java虛擬機,看看它究竟是怎麼來執行這個任務的:
1、 Java虛擬機一看,不就是建立一個Sample實例嗎,簡單,於是就直奔方法區而去,先找到Sample類的類型信息再說。結果呢,嘿嘿,沒找到@@,這會兒的方法區裏還沒有Sample類呢。可Java虛擬機也不是一根筋的笨蛋,於是,它發揚“自己動手,豐衣足食”的作風,立馬加載了Sample類,把Sample類的類型信息存放在方法區裏。
2、 好啦,資料找到了,下面就開始幹活啦。Java虛擬機做的第一件事情就是在堆區中爲一個新的Sample實例分配內存, 這個Sample實例持有着指向方法區的Sample類的類型信息的引用。這裏所說的引用,實際上指的是Sample類的類型信息在方法區中的內存地址,其實,就是有點類似於C語言裏的指針啦~~,而這個地址呢,就存放了在Sample實例的數據區裏。
3、 在JAVA虛擬機進程中,每個線程都會擁有一個方法調用棧,用來跟蹤線程運行中一系列的方法調用過程,棧中的每一個元素就被稱爲棧幀,每當線程調用一個方法的時候就會向方法棧壓入一個新幀。這裏的幀用來存儲方法的參數、局部變量和運算過程中的臨時數據。OK,原理講完了,就讓我們來繼續我們的跟蹤行動!位於“=”前的Test1是一個在main()方法中定義的變量,可見,它是一個局部變量,因此,它被會添加到了執行main()方法的主線程的JAVA方法調用棧中。而“=”將把這個test1變量指向堆區中的Sample實例,也就是說,它持有指向Sample實例的引用。
OK,到這裏爲止呢,JAVA虛擬機就完成了這個簡單語句的執行任務。參考我們的行動向導圖,我們終於初步摸清了JAVA虛擬機的一點點底細了,COOL!
接下來,JAVA虛擬機將繼續執行後續指令,在堆區裏繼續創建另一個Sample實例,然後依次執行它們的printName()方法。當JAVA虛擬機執行test1.printName()方法時,JAVA虛擬機根據局部變量test1持有的引用,定位到堆區中的Sample實例,再根據Sample實例持有的引用,定位到方法去中Sample類的類型信息,從而獲得printName()方法的字節碼,接着執行printName()方法包含的指令。

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