【JVM从小白学成大佬】2.Java虚拟机运行时数据区

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这里亲戚亲戚亲戚亲戚朋友先说句题外话,相信亲戚亲戚亲戚亲戚朋友在面试中一直 被问到介绍Java内存模型,我在面试别人时也会一直 问你这个疑问。之后 ,往往一定会令我比较尴尬,我还话音未落,面试者就会“背诵”一段(Java虚拟机时有堆、依据去、虚拟机栈,吧啦吧啦。。。),估计心里还一脸自豪的想幸好哥提前在网上搜过,早有准备。每每你这个刚刚 ,我一定会忍心打断,可能性“背诵”的真的太顺畅了!

这也怪不得面试者,首先Java虚拟机方面的知识,对中高级程序猿来说,工作中正面接触Java虚拟机的东西太少。其次,你这个其次咱得好好唠唠,网上搜个Java内存模型,度娘推的第一页大一定会介绍Java运行时数据区的,起到了一定的误导作用,大写的尴尬。

本篇将给各位小伙伴先完整版介绍Java运行时数据区的组成,Java内存模型也是虚拟机里面的重点,里面会单独抽出一篇来进行介绍。

1.运行时数据区介绍

程序所需的内存空间,你这个是只能在编译期就能确定,得要在运行期根据实际运行情況动态地在系统中创建。Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。哪此区域一定会人个 的用途,以及创建和销毁的时间,有的区域随着虚拟机程序的启动而位于,你这个区域则依赖用户程序的启动和始于而建立和销毁。

如图所示,堆和依据区是所有程序共享的公共区域,堆和依据区所占的内存空间是由JVM负责管理的,在该区域内的内存分配是由HotSpot的内存管理模块维护的,而内存的释放工作则由垃圾埋点器自动完成。虚拟机栈、本地依据栈、程序计数器是程序的私有区域,每个程序都关联着唯一的栈和程序计数器,并仅能使用属于买车人的那份栈空间和程序计算器来执行程序。

2.堆(Heap)

对于大多数应用来说,Java堆(Java Heap)是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。堆是可供各个程序共享的运行时内存区域,在虚拟机启动的刚刚 就被创建。此内存区域的唯一目的之后 存放对象实例,几乎所有的对象实例一定会这里分配内存。你这个点在Java虚拟机规范中的描述之后 :所有的对象实例以及数组对象一定会在堆上分配。之后 随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟图片 的句子 图片 期 图片 图片 图片 ,栈上分配、标量替换优化技术可能性原因分析 你这个微妙的变化位于,所有的对象都分配在堆上也渐渐变得一定会没办法 “绝对”了。

Java堆的容量可不还能不能 是固定的,也可不还能不能 随着程序执行的需求动态扩展,并在不时要太少空间时自动收缩。Java堆可不还能不能 位于物理上不连续的内存空间中,之后 逻辑上是连续的即可。可能性在堆中没办法 内存完成实例分配,之后 堆也无法再扩展时,可能性抛出OutOfMemoryError异常。

Java堆是垃圾埋点器管理的主要区域,之后 之后 刚刚 也被称做“GC堆”(Garbage Collected Heap)。从内存回收的深度1来看,可能性现在埋点器基本都采用分代埋点算法,Java虚拟机将堆划分为新生代和老年代。其中,新生代又被分为Eden区,以及有有4个 大小相同的Survivor区(From Survivor,To Survivor)。默认情況下,Java虚拟机采取的是并完整版都是动态分配的策略(JVM参数-XX:+UsePSAdaptiveSurvivorSizePolicy),根据生成对象的传输下行速率 ,以及Survivor区的使用情況,动态调整Eden区和Survivor区的比例。也可不还能不能 通过参数(SurvivorRatio)来调整你这个比例,SurvivorRatio你这个参数之后 新生代中Eden区与Survivor区的容量比值,默认是8,代表Eden:Survivor=8:1。

是否可能性有有有4个 对象共用一段内存的事故?

当调用new指令时,会在Eden区划出一块作为存储对象的内存。可能性堆空间是程序共享的,之后 直接在这里面划空间是时要进行同步的。之后 ,将有可能性出显有有4个 对象共用一段内存的事故。补救依据之后 ,Java堆中可能性划出多个程序私有的分配缓冲区TLAB(Thread Local Allocation Buffer,对应的虚拟机参数-XX:+UseTLAB,默认开启)。

具体来说,每个程序可不还能不能 向Java虚拟机申请一段连续内存,比如2048字节,作为程序私有的TLAB。你这个操作时要加锁,程序时要维护有有4个 指针(实际上可能性更多,但重要也完整版都是有4个 ),有有4个 指向TLAB中空余内存的起始位置,有有4个 则指向TLAB末尾。接下来的new指令,便可不还能不能 直接通过指针加法(bump the pointer),一定会人叫做指针碰撞来实现,即把指向空余内存位置的指针加带所请求的字节数。可能性加法后空余内存指针的值仍小于或等于指向末尾的指针,则代表分配成功。之后 ,TLAB可能性没办法 足够的空间来满足本次新建操作。你这个刚刚 ,便时要当前程序重新申请新的TLAB。

3.依据区(Method Area)

依据区与堆一样是程序共享的,在虚拟机启动的刚刚 创建,依据区可视为堆的有有4个 逻辑每项,之后 它却有有有4个 别叫安做Non-Heap(非堆),目的应该是与Java堆区分开来。

依据区相似于传统语言编译后的代码存储区域,它存储每个类的行态信息,如:

  • 常量池
  • 依据数据
  • 依据和构造函数的字节码
  • 类、实例、接口初始化时用到的特殊依据

备注:《深入理解Java虚拟机》里将依据区归纳为用于存储已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数据。

Java虚拟机规范对依据区的限制非常宽松,除了和Java堆一样不时要连续的内存和可不还能不能 确定固定大小可能性可扩展外,还可不还能不能 确定不实现垃圾埋点。这区域的内存回收目标主之后 针对常量池的回收和对类型的卸载。

4.程序计数器(Program Counter Register)

Java虚拟机可不还能不能 支持多条程序一同执行,每三根Java虚拟机程序一定会买车人的程序计数器。在任意时刻,三根Java虚拟机程序只会执行有有4个 依据的代码,你这个正在被程序执行的依据称为该程序的当前依据(current methon)。可能性你这个依据一定会native的,那程序计数器保存的之后 Java虚拟机正在执行的字节码指令的地址。可能性该依据是native依据,那程序计数器的值为空(undefined)。程序计数器的容量大约应当保存有有4个 returnAddress类型的数据可能性有有4个 与平台相关的本地指针的值。

程序计数器是一块较小的内存空间,它可不还能不能 看作是当前程序所执行的字节码的行号指示器。此内存区域是唯有有4个 在Java虚拟机规范中没办法 规定任何OutOfMemoryError情況的区域。

5.虚拟机栈(VM Stack)

每三根Java虚拟机程序一定会买车人私有的Java虚拟机栈,它的生命周期与程序相同。虚拟机栈描述的是Java依据执行的内存模型:每个依据在执行的一同一定会创建有有4个 栈帧(stack frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、依据出口等信息。每有有4个 依据从调用直至执行完成的过程,就对应着有有4个 栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

Java虚拟机栈可能性位于如下异常情況:

  • 可能性程序请求分配的栈容量超过Java虚拟机栈允许的最大容量,Java虚拟机可能性抛出有有4个 StackOverflowError异常。
  • 可能性Java虚拟机栈可不还能不能 动态扩展,之后 在尝试扩展的刚刚 无法申请到足够的内存,可能性在创建新的程序时没办法 足够的内存区创建对应的虚拟机栈,那Java虚拟机可能性抛出有有4个 OutOfMemoryError异常

6.本地依据栈(Native Method Stack)

本地依据栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的,它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java依据(也之后 字节码)服务,而本地依据栈则为虚拟机使用到的native依据服务。

Java虚拟机规范允许本地依据栈实现成固定大小可能性根据计算来动态扩展和收缩。可能性采用固定大小的本地依据栈,没办法 每有有4个 程序的本地依据栈容量可不还能不能 在创建栈的刚刚 独立选定。

与虚拟机栈一样,本地依据栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

7.扩展知识点

7.1 栈上分配和逃逸分析

在栈中分配的基本思路是刚刚 的:分析局部变量的作用域仅限于依据内内外部,则JVM直接在栈帧内分配对象空间,补救在堆中分配。你这个分析过程称为逃逸分析(一定会叫逸出分析),而栈帧内分配对象的依据称为栈上分配

刚刚 做的目的是减少新生代的埋点次数,间接提高JVM性能。虚拟机是允许堆逃逸分析开关进行配置的,从Sun Java 6u23刚刚 ,HotSpot默认开启逃逸分析。

7.2 栈帧

栈帧是用于支持虚拟机进行依据调用和依据执行的数据行态,它是虚拟机运行时数据区中的虚拟机栈的栈元素。栈帧存储了依据的局部变量表、操作数栈、动态连接和依据返回地址等信息每有有4个 依据从调用始于至执行完成的过程,都对应着有有4个 栈帧在虚拟机栈里面从入栈到出栈的过程。

在编译程序代码的刚刚 ,栈帧中时要多大的局部变量表,多深的操作数栈都可能性完整版确定了,之后 写入到依据表的Code属性之中。之后 有有4个 栈帧时要分配哪几个内存,我太少 收到程序期变量数据的影响,而仅仅取决于具体的虚拟机实现。

有有4个 程序中的依据调用链可能性会很长,之后 依据都一同位于执行情況。对于执行引擎来说,在活动程序中,只能位于栈顶的栈帧才是有效的,称为当前栈帧(Current Stack Frame),与你这个栈帧相关联的依据称为当前依据(Current Method)。执行引擎运行的所有字节码指令都只针对当前栈帧进行操作。栈帧的概念行态如下:

8.运行时数据区脑图