JAVA虚拟机之JAVA存储模型（1）

╰半橙微兮° 2023-02-16 01:41 33阅读 0赞

要想深入理解java，内存模型是必不可少的一部分。下面是学习《深入理解JAVA虚拟机》的摘要笔记。  
![JVM内存结构图][JVM]

# 各存储区域的介绍 #

java虚拟机把它所管理的内存划分为不同的数据区域，这些区域有着各自的用途以及不同生命周期。

#### 程序计数器 ####

*  类似于CPU的程序计数器，存放着下一条字节码的地址，如果当前在执行Native方法则程序计数器内存为空。
 *  线程私有

#### java虚拟机栈 ####

*  java虚拟机栈是线程私有，他的生命周期与线程相同。
 *  它描述了Java方法执行时的内存模型：每个栈帧都存放了方法运行时的局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址等消息。
 *  每个方法从调用到执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
 *  局部变量表 存放了编译期间可知的各种基本数据类型、对象引用（reference类型，不是对象，可能是指向对象起始地址的指针，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）
 *  这个区域规定了两种异常：  
    § StackOverflowError，线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的部分。  
    § OutOfMemoryError,申请不到足够的内存。

#### 本地方法栈（Native Method Stack） ####

*  java虚拟机栈为java方法服务，本地方法栈则为虚拟机使用的Native方法服务，同样会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError

#### JAVA堆（heap） ####

*  堆被所有线程共享，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。JVM规范的描述是：所有的对象实例都要在堆上分配。但随着JIT编译器的发展与逃逸技术的发展，这个特点不再那么绝对。
 *  heap是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称作“GC堆”（Garbage Collected Heap，没有翻译成“垃圾堆”23333333）。由于收集器基本采用分代收集算法，因此heap中还可以细分为新生代和老年代，再细致一点的有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。
 *  heap中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thead Local Allocation Buffer,TLAB)。这么做的目的是为了更好、更快的回收内存，与存储的数据无关。
 *  Heap可以处于物理不连续的内存空间中，逻辑连续即可。既可以实现成固定大小的，也可以是可拓展的，主流是可拓展的。
 *  当heap无法拓展时会抛出OutOfMemoryError

#### 方法区（Method Area） ####

*  与heap一样，是各个线程共享的内存区域，他用于存储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。
 *  尽管Method Area描述为堆的一个逻辑部分但是它有一个别名叫做Non-heap，与heap区分开。
 *  使用Hot Spot JVM的开发者，把方法区称为“永久带”（permanent Generation），但是方法区和“永久代”并不等价，仅仅是因为HotSpot选择将GC分代收集拓展至方法区，这样GC就能像管理堆一样管理这部分内存，省去专门为这块区域编写内存管理代码的工作。但这样更容易遇到内存溢出问题（永久代有-XX：MaxPermSize的上限),其它虚拟机只要没接触到进程可用上限就不会出问题。在JDK1.8中，永久代被移入Native Heap中，称为元空间（Matespace）

#### 运行时常量池（runtime contstant pool） ####

*  运行时常量池的实现没有做任何细节要求，不同厂家根据自己的需求来实现这个内存区域。
 *  一般来说除了保存Class文件中描述的符号引用外，翻译出的直接引用也存储在运行时常量池。

#### 直接内存（Direct Memory） ####

*  直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是虚拟机规范中定义的内存区域。
 *  NIO（new Input/Output)类  
    § 基于通道和缓冲区的I/O方式，它可以使用Native函数直接分配堆外内存，通过DirectByteBuffer对象对内存进行引用操作，避免了Java类和Natice堆直接来回复制数据。

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