Java内存区域

Java内存区域

 

   根据《Java虚拟机规范 第2版》的规定，Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区：程序计数器，Java虚拟机栈，本地方法栈，Java堆，方法区。程序计数器，Java虚拟机栈，本地方法栈是线程私有，Java堆，方法区是线程共享。

 

 

1 程序计数器

 

      程序计数器是一块较小的内存区域，它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。

 

      在虚拟机的概念模型里，字节码解释器工作时就是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，线程回复等基础功能都要依赖这个计数器来完成。

 

      此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

 

2 Java虚拟机栈

 

      虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧用于存储局部变量表，操作栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

 

      请求栈深度过大将抛出StackOverflowError异常，扩展时无法申请到足够的内存将抛出OutOfMemoryError异常。

 

      栈帧是用于支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构，一个栈帧需要分配多少内存，不会受到程序运行期变量数据的影响。

 

     2.1 局部变量表

 

             局部变量表存放编译期可知的各种基本数据类型(boolean,byte,char,short,int,long,float,double)，对象引用(reference类型,与对象位置相关)和returnAddress类型(指向一条字节码指令的指针)。

           

             虚拟机通过索引的方式使用局部变量表。在方法执行时，虚拟机是使用局部变量表完成参数值到参数变量列表的传递过程的。

 

     2.2 操作数栈

           

            虚拟机的解释执行引擎称为“基于栈的执行引擎”，这里的“栈”就是操作数栈

 

     2.3 动态链接

          

            每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，持有该引用是为了支持方法调用过程中的动态引用

 

     2.4 方法放回地址 

 

            方法正常退出时，调用者的PC计数器的值就是可以作为返回地址，栈帧中很可能就会保存这个计数器值，而方法异常退出时，返回地址是要通过异常处理器表来确定，栈帧一般不会这部分信息。

 

            方法退出的过程实际上等同于把当前栈出栈，因此退出时可能执行的操作有：回复上层方法的局部变量表和操作数栈，把返回值压入调用者的栈帧的操作数栈中，调用PC计数器的值以指向方法调用指令后面的一条指令。

 

3 本地方法栈

 

     本地方法栈为虚拟机执行Native方法服务，虚拟机规范对本地方法栈中的方法使用的语言，使用方式与数据结构并没有强制规定。甚至有的虚拟机(Sun HotSpot虚拟机)直接把本地方法栈和虚拟机站合二为一。

 

     与虚拟机栈一样，本地方法栈也会抛出StackOverflowError异常和OutOfMemoryError异常。

 

4 Java堆

 

     Java虚拟机规范中描述的是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。Java虚拟机规范的规定，Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可。

    

     从内存回收角度看，Java堆可以分为：新生代，老年代，永久代(在Sun HotSpot JVM中这个区域将会被放弃)

        

        新生代：Eden，Form Survivor，To Survivor(在Sun HotSpot JVM中三个区域的比例分配为8:1:1)

      

 

5 方法区

 

     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。Java虚拟机把方法区描述为堆的一个逻辑部分。

 

     垃圾收集在这个区域是比较少出现的，但并不是数据进入方法区就如同永久代的名字一样“永久”存在了。这个区域的内存回收主要是针对常量池的回收和对类型卸载，一般来说这个区域的回收“成绩”比较难以令人满意，尤其是类型的卸载，条件相当苛刻，但是这部分区域的回收确实是有必要的。

 

  运行时常量池

 

         运行时常量池是方法区的一部分，类加载后存放编译器Class文件中的各种字面量和符号引用。

         

         运行期间也可以将新的常量放入常量池中，如String的intern()方法.