【JVM从小白学成大佬】2.Java虚拟机运行时数据区

  • 时间:
  • 浏览:0
  • 来源:大发uu快3_uu快3官方邀请码_大发uu快3官方邀请码

这里大伙先说句题外话,相信大伙在面试中总爱被问到介绍Java内存模型,我在面试别人时也会总爱问同类 问题图片图片。有就让,往往都是令我比较尴尬,我还话音未落,面试者就会“背诵”一段(Java虚拟机时有堆、土土办法去、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。每每同类 事先,我都是忍心打断,不可能 “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,对中高级应用进程猿来说,工作中正面接触Java虚拟机的东西很多。其次,同类 其次咱得好好唠唠,网上搜个Java内存模型,度娘推的第一页大都是介绍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上边的重点,上边会单独抽出一篇来进行介绍。

1.运行时数据区介绍

应用应用进程所需的内存空间,许多是只能在编译期就能选择,得要在运行期根据实际运行情况表动态地在系统中创建。Java虚拟机在执行Java应用进程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。哪此区域都是所这麼人的用途,以及创建和销毁的时间,有的区域随着虚拟机应用应用进程的启动而处在,许多区域则依赖用户应用进程的启动和结束了了而建立和销毁。

如图所示,堆和土土办法区是所有应用进程共享的公共区域,堆和土土办法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分类分类整理器自动完成。虚拟机栈、本地土土办法栈、应用进程计数器是应用进程的私有区域,每个应用进程都关联着唯一的栈和应用进程计数器,并仅能使用属于当时人的那份栈空间和应用进程计算器来执行应用进程。

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。堆是可供各个应用进程共享的运行时内存区域,在虚拟机启动的事先就被创建。此内存区域的唯一目的许多许多我存放对象实例,几乎所有的对象实例都是这里分配内存。同类 点在Java虚拟机规范中的描述许多许多我:所有的对象实例以及数组对象都是在堆上分配。有就让随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术逐渐心智性成熟是什么是什么期期的句子的句子期期的句子的句子期期期,栈上分配、标量替换优化技术不可能 由于许多微妙的变化处在,所有的对象都分配在堆上也渐渐变得都是这麼“绝对”了。

Java堆的容量都需用是固定的,也都需用随着应用进程执行的需求动态扩展,并在不需用很多空间时自动收缩。Java堆都需用处在物理上不连续的内存空间中,有就让逻辑上是连续的即可。不可能 在堆中这麼内存完成实例分配,有就让堆也无法再扩展时,不可能 抛出OutOfMemoryError异常。

Java堆是垃圾分类分类整理器管理的主要区域,有就让许多许多事先也被称做“GC堆”(Garbage Collected Heap)。从内存回收的层厚来看,不可能 现在分类分类整理器基本都采用分代分类分类整理算法,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3个 多多大小相同的Survivor区(From Survivor,To Survivor)。默认情况表下,Java虚拟机采取的是一种动态分配的策略(JVM参数-XX:+UsePSAdaptiveSurvivorSizePolicy),根据生成对象的强度,以及Survivor区的使用情况表,动态调整Eden区和Survivor区的比例。也都需用通过参数(SurvivorRatio)来调整同类 比例,SurvivorRatio同类 参数许多许多我新生代中Eden区与Survivor区的容量比值,默认是8,代表Eden:Survivor=8:1。

算不算不可能 有3个 多多多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。不可能 堆空间是应用进程共享的,有就让直接在这上边划空间是需用进行同步的。有就让,将有不可能 总爱再次出现有3个 多多对象共用一段内存的事故。避免土土办法许多许多我,Java堆中不可能 划出多个应用进程私有的分配缓冲区TLAB(Thread Local Allocation Buffer,对应的虚拟机参数-XX:+UseTLAB,默认开启)。

具体来说,每个应用进程都需用向Java虚拟机申请一段连续内存,比如2048字节,作为应用进程私有的TLAB。同类 操作需用加锁,应用进程需用维护有3个 多多指针(实际上不可能 更多,但重要也都是3个 多多),有3个 多多指向TLAB中空余内存的起始位置,有3个 多多则指向TLAB末尾。接下来的new指令,便都需用直接通过指针加法(bump the pointer),都是人叫做指针碰撞来实现,即把指向空余内存位置的指针换成所请求的字节数。不可能 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。有就让,TLAB不可能 这麼足够的空间来满足本次新建操作。同类 事先,便需用当前应用进程重新申请新的TLAB。

3.土土办法区(Method Area)

土土办法区与堆一样是应用进程共享的,在虚拟机启动的事先创建,土土办法区可视为堆的有3个 多多逻辑每种,有就让它却有3个 多多多别叫兰做Non-Heap(非堆),目的应该是与Java堆区分开来。

土土办法区同类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
  • 土土办法数据
  • 土土办法和构造函数的字节码
  • 类、实例、接口初始化时用到的特殊土土办法

备注:《深入理解Java虚拟机》里将土土办法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虚拟机规范对土土办法区的限制非常宽松,除了和Java堆一样不需用连续的内存和都需用选择固定大小不可能 可扩展外,还都需用选择不实现垃圾分类分类整理。这区域的内存回收目标主许多许多我针对常量池的回收和对类型的卸载。

4.应用进程计数器(Program Counter Register)

Java虚拟机都需用支持多条应用进程一同执行,两根小Java虚拟机应用进程都是当时人的应用进程计数器。在任意时刻,两根Java虚拟机应用进程只会执行有3个 多多土土办法的代码,同类 正在被应用进程执行的土土办法称为该应用进程的当前土土办法(current methon)。不可能 同类 土土办法都是native的,那应用进程计数器保存的许多许多我Java虚拟机正在执行的字节码指令的地址。不可能 该土土办法是native土土办法,那应用进程计数器的值为空(undefined)。应用进程计数器的容量共要应当保存有3个 多多returnAddress类型的数据不可能 有3个 多多与平台相关的本地指针的值。

应用进程计数器是一块较小的内存空间,它都需用看作是当前应用进程所执行的字节码的行号指示器。此内存区域是唯有3个 多多在Java虚拟机规范中这麼规定任何OutOfMemoryError情况表的区域。

5.虚拟机栈(VM Stack)

两根小Java虚拟机应用进程都是当时人私有的Java虚拟机栈,它的生命周期与应用进程相同。虚拟机栈描述的是Java土土办法执行的内存模型:每个土土办法在执行的一同都是创建有3个 多多栈帧(stack frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、土土办法出口等信息。每有3个 多多土土办法从调用直至执行完成的过程,就对应着有3个 多多栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

Java虚拟机栈不可能 处在如下异常情况表:

  • 不可能 应用进程请求分配的栈容量超过Java虚拟机栈允许的最大容量,Java虚拟机不可能 抛出有3个 多多StackOverflowError异常。
  • 不可能 Java虚拟机栈都需用动态扩展,有就让在尝试扩展的事先无法申请到足够的内存,不可能 在创建新的应用进程时这麼足够的内存区创建对应的虚拟机栈,那Java虚拟机不可能 抛出有3个 多多OutOfMemoryError异常

6.本地土土办法栈(Native Method Stack)

本地土土办法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常同类的,它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java土土办法(也许多许多我字节码)服务,而本地土土办法栈则为虚拟机使用到的native土土办法服务。

Java虚拟机规范允许本地土土办法栈实现成固定大小不可能 根据计算来动态扩展和收缩。不可能 采用固定大小的本地土土办法栈,这麼每有3个 多多应用进程的本地土土办法栈容量都需用在创建栈的事先独立选定。

与虚拟机栈一样,本地土土办法栈区域也会抛出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曾经的:分析局部变量的作用域仅限于土土办法内部,则JVM直接在栈帧内分配对象空间,避免在堆中分配。同类 分析过程称为逃逸分析(都是叫逸出分析),而栈帧内分配对象的土土办法称为栈上分配

曾经做的目的是减少新生代的分类分类整理次数,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事先,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土土办法调用和土土办法执行的数据行态,它是虚拟机运行时数据区中的虚拟机栈的栈元素。栈帧存储了土土办法的局部变量表、操作数栈、动态连接和土土办法返回地址等信息每有3个 多多土土办法从调用结束了了至执行完成的过程,都对应着有3个 多多栈帧在虚拟机栈上边从入栈到出栈的过程。

在编译应用进程代码的事先,栈帧中需用多大的局部变量表,多深的操作数栈都是可能 完整版选择了,有就让写入到土土办法表的Code属性之中。有就让有3个 多多栈帧需用分配几次内存,很多再收到应用应用进程期变量数据的影响,而仅仅取决于具体的虚拟机实现。

有3个 多多应用进程中的土土办法调用链不可能 会很长,许多许多土土办法都一同处在执行情况表。对于执行引擎来说,在活动应用进程中,只能处在栈顶的栈帧才是有效的,称为当前栈帧(Current Stack Frame),与同类 栈帧相关联的土土办法称为当前土土办法(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