JVM内存模型详解

矫情吗；* 2021-11-16 13:26 306阅读 0赞

### 什么是JVM内存区域分区 ###

事实上，这个问题很简单。当JVM运行我们编写的代码时，它必须使用多个内存空间、不同的内存空间来放置不同的数据，然后与我们编写的代码流协作，这样我们的系统才能运行。

例如，我们现在知道JVM将类加载到内存中以进行后续操作。所以我问你，这些类在被加载到内存之后会去哪里？你想过这个问题吗？

所以在JVM中必须有一个内存区域来存储我们编写的类。

包括我们定义的成员变量、类变量、方法、局部变量等，都对应于JVM内存中记录存储的一块内存。

### 方法区 ###

在以前的JDK1.8版本中，它代表了JVM的一个区域。在1.8版之后，这个区域的名称被改为“MateSpace”，可以称为“元数据空间”。当然，它主要存储关于我们自己编写的各种类的信息。

例如。有两个类，user1类没有成员变量，user2类有实名类变量。

public class User1 {
    	private String userName = "wangwu";
    }
    public class User2 {
    	private static String realName = "zhangsan";
    	private String userName = "lisi";
    }

当这两个类被加载到JVM中时，它们被存储在方法区域中（类的所有类变量都被分配）。下图：

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### 程序计数器(执行代码指令) ###

我们知道加载到JVM中的类对象是。我们在之后编写的类文件。编译了Java文件。

编译后，我们的代码将被编译成计算机能理解的字节代码。还有这个。calss文件是我们的代码编译的字节码。

当加载到内存中时，字节码执行引擎开始工作。为了执行我们编译的代码指令，问题出现了。我们是否需要一个内存空间来记录字节码执行引擎当前执行的位置？这个特殊的存储区域是程序计数器，用来记录当前执行的字节码指令的位置。

注：在多线程环境下并发执行时，计算器的CPU是确定的。当CPU从线程1切换到线程2，然后又切换回线程1时，您想知道线程1将采取哪个步骤吗？这是程序计数器的功能。因此，当一个线程再次将其上下文切换到前一个代码时，它需要一个特殊的记录，记录当前线程已经执行了哪个字节码。所以每个线程都有自己的程序计数器。

### 栈空间，也成为Java虚拟机栈 ###

当一个线程执行一个方法时，如果该方法有一个局部变量，那么就需要一个区域来存储该局部变量的数据信息。这个区域被称为Java虚拟机栈。

每个线程都有自己的Java虚拟机栈。例如，在执行主方法时，主线程用于存储在主方法中定义的局部变量。

![20190728135123470.png][]

例如，在上面的main（）方法中，实际上有一个名为“user1”的局部变量，它引用了user1的一个实例对象和一个名为“i”的局部变量。下图显示：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNzAxOTU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

因为它是一个堆栈，所以遵循“先进先出”的原则。当方法被执行时，堆栈帧将从堆栈中出来，局部变量信息将从内存中删除。所以局部变量是线程安全的。因为只有当前线程才能获得这个值。

问：为什么要使用后进先出的数据结构？

答：假设方法A调用方法B，首先对方法A的堆栈进行叠加，然后对方法B进行叠加。方法B执行后，方法B的堆栈帧首先退出堆栈，然后继续执行方法A，然后方法A的堆栈帧退出堆栈。所以使用后进先出的堆栈结构是完美的。

### 堆空间 ###

或者上面的代码。当主线程执行main（）方法时，它首先在堆内存中实例化user1对象，然后在局部变量中创建user1。user1存储实例化的user1对象的内存地址。然后执行学生对象的getname（）方法。

如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNzAxOTU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

### 堆外内存 ###

实际上，在JDK的许多底层代码API中，比如NIO。

如果您查看源代码，您会发现，在许多地方，代码不是由Java编写的，而是通过使用本机方法调用本地操作系统中的一些方法，这些方法可以用C语言编写。

例如：

public native int hashCode();
    
    public final native boolean compareAndSwapInt(Object paramObject, long paramLong, int paramInt1, int paramInt2);

当调用这个本地方法时，将有一个对应于线程的本地方法栈，它实际上类似于Java虚拟机栈。它还存储各种本地方法的局部变量表等信息。

另一个区域，JVM或NOT，可以通过NIO中的AdLoad直接API在JVA堆外分配内存空间，然后使用Java虚拟机栈中的DirectByteBuffer来引用和操作堆内存空间。

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