JVM 运行时内存布局

对于 JVM 运行时内存布局,我们需要始终记住一点:我们即将介绍的这 5 块内容都是在 Java 虚拟机规范中定义的规则,这些规则只是描述了各个区域是负责做什么事情、存储什么样的数据、如何处理异常、是否允许线程间共享等,具体不同的虚拟机有不同的实现方式:

下面用一张图片来描述一下Java文件被JVM加载的内存的过程

内存分布

程序计数器:

Java是多线程的,cpu可以在多个线程中分配执行时间段。当某一个线程被CPU挂起时,需要记录代码已经执行到的位置,方便CPU重新执行时,知道从哪里开始执行。除了这个,我们常用的分支、循环、跳转、异常处理等也需要依赖程序计数器。

它占用的空间比较小,没有OOM触发规则,是线程私有化数据,生命周期跟随线程。

当一个线程执行java方法时,他记录的是虚拟机字节码的地址。如果执行的是native方法,则计数器的值为空(Undefined)。

虚拟机栈

虚拟机栈是线程私有的,与线程的生命周期同步,Java虚拟机对这个区域定义了两种异常规范:

StackOverflowError:当线程请求栈深度超出虚拟机栈所允许的深度时抛出。 OutOfMemoryError:当 Java 虚拟机动态扩展到无法申请足够内存时抛出

JVM在每个方法执行的时候,都会在虚拟机栈中创建一个栈帧。

栈帧(Stack Frame)

它是虚拟机栈进行方法调用和方法执行的数据结构,每一个线程在执行某一个方法时,都会为这个方法创建一个栈帧。

Stack Frame

一个线程可以包含多个栈帧,每个栈帧包含局部变量表操作数栈动态链接返回地址等。

局部变量表:表示的是变量值的储存空间,方法内部创建的变量和传参都保存在局部变量表中。在java编译成class文件的时候,就会在方法的code属性表中的max_locals数据项中,确定该方法需要分配的最大局部变量表的容量。注意系统不会为局部变量赋值初始值。

操作数栈(Operand Stack):也被称为操作栈,它是一个后入先出栈,在java编译成class文件的时候,操作数栈的最大深度在编译的时候也写入code属性表中的max_stacks数据项中。栈中的元素可以是任意java数据类型,当一个方法开始执行的时候,这个方法的操作数栈是空的,在方法的执行过程中,会有各种字节码指令被压入栈和弹出操作数栈。

动态链接(Dynamic Linking):主要是为了支持在方法调用过程的动态链接。在一个class文件中,一个方法要调用其他方法,需要将这些方法的符号引用转换为其所在内存地址的直接引用,而符号引用存在于方法区中。

返回地址:在方法退出后都需要返回到方法被调用的位置,程序才可以继续执行,而这个返回地址就是帮助方法恢复上一层的执行状态。

本地方法栈

和虚拟机栈基本相同,只不过针对native方法。在有些虚拟机的实现中已经将两个合二为一了(比如HotSpot)。

堆(heap)

堆是JVM所管理内存中最大的一块,该区域的唯一目的就是存放对象实例,几乎所有的对象都是在堆中分配,所以它也是GC管理的主要区域,它是所有线程的共享区域。按照对象储存时间的不同,堆的内存又可以划分为新生代和老年代,其中新生代又被划分为Eden和Survivor区

方法区

它是JVM规定的一块运行时数据区,该方法主要是存储已经被JVM加载的类信息(版本、字段、方法、接口)、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码和数据,该区域和堆一样,是被各个线程共享的区域。

注意:方法区是jvm规范的一块区域,是个概念,永久区是HotSpot在JDK1.7对方法区的实现。但在JDK1.8移除了,用metaspace的实现方式。

用一张图总结:

总结
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,214评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,307评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,543评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,221评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,224评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,007评论 1 284
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,313评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,956评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,441评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,925评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,018评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,685评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,234评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,240评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,464评论 1 261
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,467评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,762评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容