JVM概述

本文从以下方面对JVM进行描述：

 

一、Java虚拟机概述与基本概念

二、堆、栈、方法区

 

一、Java虚拟机概述与基本概念

 

1、虚拟机概述

所谓的虚拟机，就是一台虚拟的机器。是一款软件，用来执行一系列的虚拟计算指令，大体可将虚拟机分为：

系统虚拟机，程序虚拟机。

 

系统虚拟机：Visual Box、VMare完全是对物理计算机的仿真，提供一个可完整运行操作系统的平台。

程序虚拟机：Java虚拟机，如：HotSpot，专门为了执行单个计算机程序而设计的，java虚拟机执行的是字节码指令。

 

一般系统虚拟机收费标准为：内核、内存、硬盘、带宽等方法进行收费。

 

2、基本概念说明

（1）类加载子系统：负责从文件系统或者网络中加载Class信息，加载后的信息放到方法区内存空间中。

（2）方法区：就是存放类信息、常量信息、常量池信息、包括字符串、数字字面量等。

（3）Java堆：在java虚拟机启动时候建立java堆，他是java程序最主要的工作内存区域，几乎所有的对象实例都放在java堆中，堆是所有线程共享的内存区域。

（4）直接内存：Java的NIO库允许java程序使用直接内存，从而提高性能，通常直接内存的速度会优于java堆。读写频繁的场合会使用。

（5）每个虚拟机的线程都有一个私有的栈，一个线程的java栈在线程创建的时候被创建，java的栈中保存在局部变量、方法参数、同时java方法的调用、返回值等。

（6）本地方法栈和java栈非常类似，最大的不同为本地方法栈用于本地方法的调用。java虚拟机允许java直接调用本地方法。

（7）垃圾收集系统是java的核心，也是必不可少的。java有一套自己的垃圾收集机制，无需开发人员手工清理。

（8）程序计数器：每个线程私有的内存空间。java虚拟机为每个线程创建一个程序计数器。

（9）虚拟机最核心的组件就是执行引擎，他负责执行虚拟机的字节码。

 

二、堆、栈、方法区

 

堆是用来解决数据的存储问题，数据怎么放、放在那儿。

栈用来解决程序的运行问题，程序如何执行，或者说如何处理数据。

方法区则是辅助堆栈的一块永久区（perm），解决堆栈信息产生的先决条件。

 

1、堆

java堆是和应用程序关系最为密切的内存空间，几乎所有的对象都放在其中，并且java堆是完全的自动化管理，通过垃圾回收机制，垃圾对象会自动清理。

 

根据垃圾回收机制的不同，java堆可能拥有不同的结构。最为常见的是将堆分为，新生代、老年代。

新生代：存放新生的对象以及年龄不大的对象。

老年代：存放老对象。

 

新生代：分为eden（伊甸园）、s0和s1（也被成为from、to区，两块的大小是相同的，并且可以互换角色空间）

 

绝大对数情况，对象首先分配在eden区，在一次新生代回收之后，如果对象还存活，则会进入s0或者s1区域，之后没经过一次新生代回收，如果对象存活则他的年龄加1，当对象达到一定的年龄之后，则进入老年代（tenured区）。

 

2、java栈

java栈是一块线程私有的内存空间，一个栈一般有3部分组成：局部变量表，操作数栈，帧数据区

 

局部变量表：用于报错函数的参数及局部变量。

操作数栈：主要保存计算过程的中间结果，同时作为计算过程中变量的临时的存储空间。

帧数据区：除局部变量表和操作数栈外，栈还需要一些数据来支持常量池的解析，这里的帧数据区保存着访问常量池的指针，方便程序访问常量池。另外，当函数函数返回或者出现异常时，虚拟机必须有一个异常处理表，方便发送异常的时候找到异常代码，因此异常数据处理表也是栈数据区域的一部分。

 

3、java方法区

java方法区和堆一样，方法区为一块线程共享的数据区域。他保存着系统的类信息，不如类的字段、方法、常量池等。方法区大小决定系统可以保存多少类，如果系统定义太多的类，导致方法区溢出。虚拟机同样会抛内存溢出错误。

 

方法区可以理解为永久区（perm）。