理解JVM(一):内存结构

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在JVM中,内存主要被分为5类

JVM内存结构.jpg

Heap

  • 虚拟机内存管理中最大的一块内存空间。
  • 存放关键字new创建的对象实例和数组。
  • 堆内存被所有线程共享。
  • 这块内存区由JVM(Java虚拟机)自己管理。当使用new创建对象时,不必指定分配空间的大小,JVM会动态自动分配一块区域;在程序执行过程中,没有指向此对象的引用时,此对象就被标记为可被回收状态,将由GC(垃圾回收器)在一个不确定的时间自动回收,释放所占的内存空间。
  • 从内存回收的角度看,垃圾收集器大都基于分代收集算法,所以堆一般分为新生代老年代,更细致可划分为:Eden空间From Survivor空间To Survivor空间

虚拟机栈VM Stack

  • 存放8种基本类型的数据和对象引用(不是对象)。
  • 每个线程有自己的单独的栈。
  • 先进后出,后进先出。
  • 因为主要存放基本类型数据变量,所以分配空间比堆快。当超出变量的作用域,将由编译器立即释放空间。

本地方法栈Native Method Stack

  • 虚拟机栈类似,虚拟机栈为虚拟机调用Java方法服务,本地方法栈为虚拟机调用Native方法服务。
  • 在HotSpot虚拟机实现中,虚拟机栈本地方法栈被合并为一个区域。

程序计数器 Program Counter Register

一块较小的内存空间,可看作是当前线程所执行的字节码的 行号指示器。

通过改变计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。(分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等)基础功能都依赖与其完成。

特点:

  • 线程私有:因为 Java 虚拟机的多线程是通过 线程轮流切换 并 分配处理器执行时间 来实现的,在某一时刻,只会执行一条线程。因此,为了线程切换后能恢复到正确的执行位置,每条线程都需要有一个独立的程序计数器。
  • 无内存溢出:如果线程正在执行的是一个 Java 方法,这个计数器记录的是正在 执行的虚拟机字节码指令的地址;如果正在执行的是 Native 方法,这个计数器值则为空(Undefined)。此内存区域是唯一一个在 Java 虚拟机程序规范中没有规定任何 OutOfMemoryError 情况的区域。

方法区Method Area

  • 跟堆一样,被所有的线程共享。
  • 是一个内存逻辑区域,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。

运行时常量池Runtime Constant Pool

  • 方法区的一部分。
  • Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息是常量池,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

直接内存Direct Memory

直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。 但是这部分内存也被频繁地使用,而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。

在JDK 1.4中新加入了NIO(New Input/Output)类,引入了一种基于通道(Channel)与缓 冲区(Buffer)的I/O方式,它可以使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储 在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著 提高性能,因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。