深入理解java虚拟机(JVM)--热点知识总结

墨蓝 2022-01-12 02:33 285阅读 0赞

本文参考自[https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/3965c02cc0f294b0bd3580df4868d5e396959e2e/Java%E7%9B%B8%E5%85%B3/%E5%8F%AF%E8%83%BD%E6%98%AF%E6%8A%8AJava%E5%86%85%E5%AD%98%E5%8C%BA%E5%9F%9F%E8%AE%B2%E7%9A%84%E6%9C%80%E6%B8%85%E6%A5%9A%E7%9A%84%E4%B8%80%E7%AF%87%E6%96%87%E7%AB%A0.md][https_github.com_Snailclimb_JavaGuide_blob_3965c02cc0f294b0bd3580df4868d5e396959e2e_Java_E7_9B_B8_E5_85_B3_E5_8F_AF_E8_83_BD_E6_98_AF_E6_8A_8AJava_E5_86_85_E5_AD_98_E5_8C_BA_E5_9F_9F_E8_AE_B2_E7_9A_84_E6_9C_80_E6_B8_85_E6_A5_9A_E7_9A_84_E4_B8_80_E7_AF_87_E6_96_87_E7_AB_A0.md]

*这篇文章写的很详细，笔者摘取该文的一些内容，并且在阅读《深入理解JAVA虚拟机》一书的基础上继续补充内容。*

## **1.运行时数据区域** ##

![68747470733a2f2f6d792d626c6f672d746f2d7573652e6f73732d636e2d6265696a696e672e616c6979756e63732e636f6d2f323031392d332f4a564d2545382542462539302545382541312538432545362539372542362545362539352542302545362538442541452545352538432542412545352539462539462e706e67][]

1.  **程序计数器(线程私有)**：程序计数器是一块较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。字节码解释器工作时通过改变这个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、线程恢复等功能都需要依赖这个计数器。**注意**：程序计数器不会出现OutOfMemoryError，它的生命周期随着线程的创建而创建，随着线程的死亡而死亡。
2.  **JAVA虚拟机栈(线程私有)**：生命周期与线程相同，描述的是java方法执行的内存模型。
    
    **Java 内存可以粗糙的区分为堆内存（Heap）和栈内存(Stack),其中栈就是现在说的虚拟机栈，或者说是虚拟机栈中局部变量表部分。** （实际上，Java虚拟机栈是由一个个栈帧组成，而每个栈帧中都拥有：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息。）
    
    **局部变量表主要存放了编译器可知的各种数据类型**（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、**对象引用**（reference类型，它不同于对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）。**Java 虚拟机栈会出现两种异常：StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError。**
3.  **本地方法栈：**和虚拟机栈所发挥的作用非常相似，区别是： **虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法 （也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。** 在 HotSpot 虚拟机中和 Java 虚拟机栈合二为一。方法执行完毕后相应的栈帧也会出栈并释放内存空间，也会出现 StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError 两种异常。
4.  **堆：**
    
    Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块，Java 堆是所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。**此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。**
    
    Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也被称作**GC堆（Garbage Collected Heap）**.从垃圾回收的角度，由于现在收集器基本都采用分代垃圾收集算法，所以Java堆还可以细分为：新生代和老年代：再细致一点有：Eden空间、From Survivor、To Survivor空间等。**进一步划分的目的是更好地回收内存，或者更快地分配内存。**![68747470733a2f2f757365722d676f6c642d63646e2e786974752e696f2f323031382f382f32352f313635373033343461323963333433333f773d35393926683d32353026663d706e6726733d38393436][]                                                         **在 JDK 1.8中移除整个永久代，取而代之的是一个叫元空间（Metaspace）的区域（永久代使用的是JVM的堆内存空间，而元空间使用的是物理内存，直接受到本机的物理内存限制）。**
5.  **方法区：**
    
    **方法区与 Java 堆一样，是各个线程共享的内存区域，它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。虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做 Non-Heap（非堆），目的应该是与 Java 堆区分开来。**
    
    HotSpot 虚拟机中方法区也常被称为 **“永久代”**，本质上两者并不等价。仅仅是因为 HotSpot 虚拟机设计团队用永久代来实现方法区而已，这样 HotSpot 虚拟机的垃圾收集器就可以像管理 Java 堆一样管理这部分内存了。但是这并不是一个好主意，因为这样更容易遇到内存溢出问题。
    
    **相对而言，垃圾收集行为在这个区域是比较少出现的，但并非数据进入方法区后就“永久存在”了。**
6.  **运行时常量池：**
    
    运行时常量池是方法区的一部分。Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有常量池信息（用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用）
    
    既然运行时常量池时方法区的一部分，自然受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时会抛出 OutOfMemoryError 异常。
    
    **JDK1.7及之后版本的 JVM 已经将运行时常量池从方法区中移了出来，在 Java 堆（Heap）中开辟了一块区域存放运行时常量池。**

## **2.Java对象创建的过程(重点)** ##

![20190624223134432.png][]

**①类加载检查：** 虚拟机遇到一条 new 指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到这个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。如果没有，那必须先执行相应的类加载过程。

**②分配内存：** 在**类加载检查**通过后，接下来虚拟机将为新生对象**分配内存**。对象所需的内存大小在类加载完成后便可确定，为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从 Java 堆中划分出来。**分配方式**有 **“指针碰撞”** 和 **“空闲列表”** 两种，**选择那种分配方式由 Java 堆是否规整决定，而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定**。

**③初始化零值：** 内存分配完成后，虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头），这一步操作保证了对象的实例字段在 Java 代码中可以不赋初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。

**④设置对象头：** 初始化零值完成之后，**虚拟机要对对象进行必要的设置**，例如这个对象是那个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希吗、对象的 GC 分代年龄等信息。 **这些信息存放在对象头中。** 另外，根据虚拟机当前运行状态的不同，如是否启用偏向锁等，对象头会有不同的设置方式。

**⑤执行 init 方法：** 在上面工作都完成之后，从虚拟机的视角来看，一个新的对象已经产生了，但从 Java 程序的视角来看，对象创建才刚开始，`<init>` 方法还没有执行，所有的字段都还为零。所以一般来说，执行 new 指令之后会接着执行 `<init>` 方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正可用的对象才算完全产生出来。

未完待续。。。。继续补充

[https_github.com_Snailclimb_JavaGuide_blob_3965c02cc0f294b0bd3580df4868d5e396959e2e_Java_E7_9B_B8_E5_85_B3_E5_8F_AF_E8_83_BD_E6_98_AF_E6_8A_8AJava_E5_86_85_E5_AD_98_E5_8C_BA_E5_9F_9F_E8_AE_B2_E7_9A_84_E6_9C_80_E6_B8_85_E6_A5_9A_E7_9A_84_E4_B8_80_E7_AF_87_E6_96_87_E7_AB_A0.md]: https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/3965c02cc0f294b0bd3580df4868d5e396959e2e/Java%E7%9B%B8%E5%85%B3/%E5%8F%AF%E8%83%BD%E6%98%AF%E6%8A%8AJava%E5%86%85%E5%AD%98%E5%8C%BA%E5%9F%9F%E8%AE%B2%E7%9A%84%E6%9C%80%E6%B8%85%E6%A5%9A%E7%9A%84%E4%B8%80%E7%AF%87%E6%96%87%E7%AB%A0.md
[68747470733a2f2f6d792d626c6f672d746f2d7573652e6f73732d636e2d6265696a696e672e616c6979756e63732e636f6d2f323031392d332f4a564d2545382542462539302545382541312538432545362539372542362545362539352542302545362538442541452545352538432542412545352539462539462e706e67]: /images/20220109/b43479673c834341a2b6d9029e2486b4.png
[68747470733a2f2f757365722d676f6c642d63646e2e786974752e696f2f323031382f382f32352f313635373033343461323963333433333f773d35393926683d32353026663d706e6726733d38393436]: https://camo.githubusercontent.com/05d1fe88e8ac4b03f299af3519b37e76ba4bebf3/68747470733a2f2f757365722d676f6c642d63646e2e786974752e696f2f323031382f382f32352f313635373033343461323963333433333f773d35393926683d32353026663d706e6726733d38393436
[20190624223134432.png]: /images/20220109/e2cf614c949b43eea2fc2ec4c572cc67.png