Java:JVM基础

文章目录

参考

JavaGuide

JVM内存区域


程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间,可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器,各线程之间计数器互不影响。

程序计数器是唯一一个不会出现OutOfMemoryError的内存区域,它的生命周期与线程同步。

虚拟机栈

除了一些Native方法调用通过本地方法栈实现,其他所有的Java方法调用都是通过栈来实现的,每一次方法调用都会入栈,每一个方法返回都会出栈,每个方法对应一个栈帧,栈帧内部结构如下:

  • 局部变量表:存放了编译时可知的各种数据类型和对象引用。
  • 操作数栈:主要作为方法调用的中转站,用于存放方法执行过程中产生的中间计算结果和临时变量。
  • 动态链接:当一个方法要调用其他方法时,需要将符号引用转换为调用方法的直接引用,即动态链接。
  • 方法返回:一种是随return语句正常返回,一种是抛出异常,两种都会导致栈帧被弹出,方法结束。

本地方法栈

类似于虚拟机栈,虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(字节码)服务,本地方法栈为虚拟机使用的Native方法服务,在HotSpot虚拟机中,两栈合二为一。

Native方法被执行时在本地方法栈也会创建栈帧,结构同上。

堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块,是所有线程共享的一块内存区域,唯一作用是存放对象实例,几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。

但随着JIT编译器的发展产生了逃逸分析技术,如果某些方法中的对象引用没有被返回或者未被外面使用,那么对象可以直接在栈上分配内存。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域,在JDK7及之前,堆从垃圾回收的角度被划分为新生代、老年代和永久代;在JDK8之后永久代被元空间取代,元空间使用本地内存。

方法区

方法区是一种设计规范,属于JVM运行时数据区域的一块逻辑区域,是各个线程共享的内存区域,当虚拟机要使用一个类时,它需要读取并解析Class文件获取相关信息,再将信息存入方法区,主要是类信息、字段信息、方法信息、常量、静态变量等。

永久代和元空间是实现方法区的两种方式,弃用永久代的主要原因是: 整个永久代有一个JVM本身设定的固定上限,不能调整,而元空间放在本地内存,不容易溢出。

符号引用与直接引用

符号引用以一组符号来描述所引用的目标,可以是任何形式的字面量,比如类和接口的全限定名、字段的名称和描述符、方法的名称和描述符等,在编译期或者运行期间生成,不依赖于具体的内存地址,而是在运行时根据上下文信息去定位目标。

直接引用时一种直接指向目标的内存地址或者偏移量,与内存地址直接相关,如指向对象实例的指针、指向类的变量的指针等。

在程序运行时需要通过符号引用来找到对应的直接引用,这个过程称为解析,他是Java虚拟机执行引擎的一部分。

使用两种引用的原因:

  • 动态链接:符号引用提供了一种在编译期间和运行期间都能定位目标的方法,使得Java能实现动态链接,即在运行时才确定最终目标。
  • 运行时多态:符号引用提供了一种描述方法的方式,同上。
  • 内存管理:使虚拟机更灵活地进行内存管理,如动态加载和卸载类。
  • 平台无关性:不需要针对不同平台进行特定的编译或链接。

运行时常量池

常量池表,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,类似符号表。

字面量是源代码中的固定值,包括整数、浮点数和字符串字面量。

符号引用包括类符号引用、字段符号引用、方法符号引用、接口方法符号等。

字符串常量池

字符串常量池是JVM为了提升性能和减少内存消耗针对字符串专门开辟的一块区域,主要是为了避免重复创建字符串。

JDK1.7将字符串常量池移动到堆中,因为永久代垃圾回收效率太低,只有在整堆收集的时候才会被执行,而大量字符串通常是需要被及时回收的,因此移动到堆中。

直接内存

直接内存是一种特殊的内存缓冲区,通过JNI的方式在本地内存中分配。
CSDN

相关推荐
LayZhangStrive9 分钟前
融360 一面
java·面试·后端开发
城管不管34 分钟前
重生——第十次面试之开源中国一面挂
java·linux·开发语言·算法·面试·职场和发展·开源
Java小白笔记38 分钟前
Windows系统免软件命令激活
java·网络·人工智能·windows·ai·ai编程
爱敲键盘的猴子1 小时前
深入理解 Java HashMap
java·hashmap
霸道流氓气质1 小时前
Java开发者AI编程常用MCP、Skills、Rules全景汇总
java·开发语言·ai编程
天涯醉青楼1 小时前
Spring Boot 接口返回 Bean 时字段名“变形”的深度剖析与解决方案
java
zoujiahui_20181 小时前
Python 包与环境管理工具 uv
开发语言·python·uv
步行cgn1 小时前
MyBatis 高级映射与延迟加载完全指南
java·tomcat·mybatis
thefool1122661 小时前
从中序与后序遍历序列构造二叉树
java
吴声子夜歌1 小时前
Java面试题——JVM(二)
java·开发语言·jvm