JVM知识点整理(1)-JVM内存区域

JVM知识点整理(1)-JVM内存区域

注意:

GC：垃圾收集器

Minor GC：新生代GC，指发生在新生代的垃圾收集动作

Major GC/Full GC：老年代GC，指发生在老年代的GC。

JVM：Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写。

基本概念:

JVM是可运行Java 代码的假想计算机 ，包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收，堆 和 一个存储方法域。

JVM 是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互。

运行过程:

Java 源文件，通过编译器，能够生产相应的.Class 文件，也就是字节码文件, 而字节码文件又通过Java 虚拟机中的解释器, 编译成特定机器上的机器码 。

也就是如下:

①.Java 源文件—->编译器—->字节码文件

②. 字节码文件—->JVM—->机器码

每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的，这也就是Java 为什么能够跨平台的原因了。

当一个程序从开始运行，这时虚拟机就开始实例化了，多个程序启动就会存在多个虚拟机实例。

程序退出或者关闭，则虚拟机实例消亡，多个虚拟机实例之间数据不能共享。

线程:

这里所说的线程指程序执行过程中的一个线程实体。JVM 允许一个应用并发执行多个线程。Hotspot JVM 中的 Java 线程与原生操作系统线程有直接的映射关系。

当线程本地存储、缓冲区分配、同步对象、栈、程序计数器等准备好以后，就会创建一个操作系统原生线程。Java 线程结束，原生线程随之被回收。

操作系统负责调度所有线程，并把它们分配到任何可用的 CPU 上。当原生线程初始化完毕，就会调用 Java 线程的 run() 方法。

当线程结束时，会释放原生线程和 Java 线程的所有资源。

JVM内存区域:

JVM 内存区域主要分为线程私有区域【程序计数器、虚拟机栈、本地方法区】、线程共享区域【JAVA 堆、方法区】、直接内存。

线程私有数据区域生命周期与线程相同, 依赖用户线程的启动/结束 而 创建/销毁

注意: 在Hotspot VM 内, 每个线程都与操作系统的本地线程直接映射, 因此这部分内存区域的存/否跟随本地线程的生/死对应

线程共享区域随虚拟机的启动/关闭而创建/销毁。

直接内存并不是JVM运行时数据区的一部分,但也会被频繁的使用: 例如在JDK 1.4 引入的NIO。

程序计数器(私有线程):

一块较小的内存空间, 是当前线程所执行的字节码的行号指示器，每条线程都要有一个独立的程序计数器，这类内存也称为“线程私有”的内存。

正在执行java 方法的话，计数器记录的是虚拟机字节码指令的地址（当前指令的地址）。如果还是Native 方法，则为空。

这个内存区域是唯一一个在虚拟机中没有规定任何OutOfMemoryError 情况的区域。

虚拟机栈(线程私有):

是描述java 方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。

每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

栈帧（ Frame）是用来存储数据和部分过程结果的数据结构，同时也被用来处理动态链接(Dynamic Linking)、 方法返回值和异常分派（ Dispatch Exception）。

栈帧随着方法调用而创建，随着方法结束而销毁——无论方法是正常完成还是异常完成（抛出了在方法内未被捕获的异常）都算作方法结束。

本地方法区(线程私有):

本地方法区和Java Stack 作用类似, 区别是虚拟机栈为执行Java 方法服务, 而本地方法栈则为Native 方法服务

堆(Heap-线程共享)-运行时数据区:

是被线程共享的一块内存区域，创建的对象和数组都保存在Java 堆内存中，也是垃圾收集器进行垃圾收集的最重要的内存区域。

由于现代VM 采用分代收集算法, 因此Java 堆从GC 的角度还可以细分为: 新生代(Eden 区、From Survivor 区和To Survivor 区)和老年代。

方法区/永久代(线程共享):

即我们常说的永久代(Permanent Generation), 用于存储被JVM 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.

HotSpot VM把GC分代收集扩展至方法区, 即使用Java堆的永久代来实现方法区, 这样HotSpot 的垃圾收集器就可以像管理Java 堆一样管理这部分内存而不必为方法区开发专门的内存管理器(永久带的内存回收的主要目标是针对常量池的回收和类型的卸载, 因此收益一般很小)。

运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述等信息外, 还有一项信息是常量池（Constant  Pool Table), 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存放到方法区的运行时常量池中。

Java 虚拟机对Class 文件的每一部分（自然也包括常量池）的格式都有严格的规定, 每一个字节用于存储哪种数据都必须符合规范上的要求，这样才会被虚拟机认可、装载和执行。

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