深入理解JVM(一)——JVM之内存模型(JMM)JDK1.7

声明: 本文章说明的是JDK1.7的JVM内存模型 

JVM内存模型分为5个部分,分别为程序计数器,Java虚拟机栈,本地方法栈,堆,方法区。

  一.程序计数器

     1.什么是程序计数器?

        程序计数器(Program Counter Register)是一块较小的内存空间,它可以看作是当前线程所执行的字节码行号的指示器。 

     2.程序计数器的作用

       1.字节码解释器工作通过改变程序计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。如:分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能。

       2.多线程情况下,程序计数器表示当前线程执行的位置,从而在线程切换的时候知道此线程上一次执行的位置在哪里。

     3.程序计数器的特点

       1.一块较小的内存空间。

       2.每个线程独立的程序计数器,各线程间的程序计数器互不影响,独立存储,称为“线程私有内存”。

       3.生命周期随着线程的创建而创建,随着线程的结束而死亡。

       4.如果当前线程执行的是Java方法,程序计数器记录的是当前正在执行的虚拟机字节码指令的地址。如果当前线程正在执  行的是Native方法,程序计数器的值则为空(Undefined)。

      5.此内存区域是Java虚拟机规范中没有规定任何的OutOfMemoryError(OOM)情况的区域。 

    

二.Java虚拟机栈  

   1.什么是Java虚拟机栈?

     Java虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型:每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧(Stack Frame)用来存储局部变量表(存放了编译期可知的各种基本数据类型boolean、byte、char、short、int、float、long、double,对象引用reference类型:不等同对象本身,returnAddress类型:指向了一条字节码指令的地址)、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

   2.Java虚拟机栈的特点。

     1.每个线程私有的,生命周期和线程相同。

     2.每个方法在执行的同时创建一个栈帧。

     3. 当进入一个方法时,这个方法需要在帧中分配的局部变量空间是完全确定的,在运行期间不会改变局部变量表的大小。

    4.Java虚拟机规范中,对这个内存区域规定了两种异常状况。如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常。如果虚拟机可以动态扩展,扩展时无法申请到足够的内存空间,则会抛出OutOfMemoryError异常

  

三.本地方法栈

   1.什么是本地方法栈?

      本地方法栈与Java虚拟机栈所发挥的作用非常相似,它们的区别不过是Java虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈为虚拟机执行Native方法服务。

   2.本地方法栈的作用与特点

   

    1.每个线程私有的,生命周期和线程相同。

     2.每个方法在执行的同时创建一个栈帧。

     3. 当进入一个方法时,这个方法需要在帧中分配的局部变量空间是完全确定的,在运行期间不会改变局部变量表的大小。

    4.Java虚拟机规范中,对这个内存区域规定了两种异常状况。如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常。如果虚拟机可以动态扩展,扩展时无法申请到足够的内存空间,则会抛出OutOfMemoryError异常

  

      

四.Java堆

    1.什么是Java堆?

      存放对象的内存空间。

    2.Java堆的作用

      此内存区域的唯一目的是存放对象实例,几乎所有的对象实例都是在Java堆分配内存。

   3.Java堆的特点

     1.Java堆是Java虚拟机所管理的内存空间中最大的一块。

     2.Java堆是所有线程共享的一块内存区域。

     3.在虚拟机启动时创建。

     4.所有对象的实例以及数组都要在堆上分配。

     5.Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。也被称“GC堆”

     6.Java堆可以处理物理上不连续的内存空间中,只要逻辑上连续即可。可以扩展,如果在队中没有内存完成实例分配,并且堆无法再扩展时,将抛出OOM。

 五.方法区

   1.什么是方法区?

     Java虚拟机规范中定义方法区是堆的一个逻辑部分。方法区中存放已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等。

    2.方法区的特点

     1.是各个线程共享的内存区域。

     2.方法区中的信息一般需要长期存在,而且它又是堆的逻辑分区,因此用堆的划分方法,我们把方法区称为老年代。

      3.垃圾收集行为在方法区较少出现,主要针对常量池的回收和对类型的卸载。

      4.Java虚拟机规范对方法区的要求比较宽松。 和堆一样,允许固定大小,也允许可扩展的大小,还允许不实现垃圾回收。 

 

 

 

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