虛擬機內存筆記

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方法區

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方法區與Java堆一樣,是各個線程共享的內存區域。

用於存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼等數據。

Java虛擬機規範對這個區域的限制非常寬鬆,除了和Java堆一樣不需要連續的內存和可以選擇固定大小或者可擴展外,還可以選擇不實現垃圾收集。相對而言,垃圾收集行爲在這個區域比較少出現。

內存回收目標主要是針對常量池的回收和對類型的卸載。

運行時常量池

是方法區的一部分

用於存放編譯時期生成的各種字面量和符號引用。

對於運行時常量池,Java虛擬機規範沒有做任何細節的要求,不同的提供商實現的虛擬機可以按照自己的需要來實現這個內存區域。不過,一般來說,除了保存Class文件中描述的符號引用外,還會把翻譯出來的直接引用也存儲在運行時常量池中。

運行時常量池相對於Class文件常量池的另一個重要特徵是具備動態性,Java語言並不要求常量一定只能在編譯器產生,也就是並非預置入Class文件中常量池的內容才能進入方法區運行時常量池,運行期間也可能將新的常量放入池中,這種特性被開發人員利用得比較多的便是String類的intern()方法。

既然作爲方法區的一部分,自然受到方法區內存的限制,當常量池無法申請到內存時拋出OutOfMemoryError異常。

對大多數應用來說,Java堆是對虛擬機所管理的內存中最大的一塊。

Java堆是被所有線程共享的一塊內存區域,在虛擬機啓動時創建。

此內存區域的唯一目的就是存放對象實例。

隨着JIT編譯器的發展與逃逸分析技術的逐漸成熟,棧上分配、標量替換優化技術將會導致一些微妙的變化發送,所有對象都分配在堆上也漸漸變得不是那麼“絕對”了。

Java堆是垃圾收集器管理的主要區域,因此很多時候也被稱爲“GC堆”。

從內存回收的角度看,由於現在收集器基本採用的是分代收集算法,所以Java堆還可以細分爲新生代和老年代,再細緻一點的有Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間等。

從內存分配的角度看,Java堆中可能劃分出多個線程私有的分配緩衝區(Thread Local Allocation Buffer)。

虛擬機棧

虛擬機棧是線程私有的,它的生命週期與線程相同

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創建一個棧幀(Stack Frame)用於存儲局部變量表、操作數棧、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。

局部變量表存放了編譯器可知的各種基本數據類型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、對象引用(reference類型,它不等同於對象本身,根據不同的虛擬機實現,他可能是一個指向對象起始地址的引用指針,也可能指向一個代表對象的句柄或者其他與此對象相關的位置)和returnAddress類型(指向了一條字節碼指令的地址)。

局部變量表所需的內存空間在編譯器間完成分配,當進入一個方法時,這個方法需要在幀中分配多大的局部變量空間是完全確定的,在方法運行期間不會改變局部變量表的大小。

如果線程請求的棧深度大於虛擬機所允許的最大深度,將拋出StackOverflowError異常。

如果虛擬機在擴展棧時無法申請到足夠的內存空間,則拋出OutofMemoryError異常。

本地方法棧

本地方法棧與虛擬機棧所發揮的作用是非常相似的,區別不過是虛擬機棧爲虛擬機執行Java方法(也就是字節碼)服務,而本地方法棧則是爲虛擬機使用到的Native方法服務。

程序計數器

是一塊較小的內存空間,它的作用可以看做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。

是線程私有的。

如果線程正在執行的是一個Java方法,這個計數器記錄的是正在執行的虛擬機字節碼指定的地址。如果執行的是Native方法,這個計數器值爲空。此內存區域是唯一一個在Java虛擬機規範中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域。

直接內存

不是虛擬機運行時數據區的一部分,也不是Java虛擬機規範中定義的內存區域,但是也被頻繁使用。

直接內存的分配不受到Java堆大小的限制,但是會受到本機總內存的大小及處理器尋址空間的限制。

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