二.GC相关之Java内存模型

 2019-12-10 15:48  阅读(938)
文章分类:Java Core

根据上节描述的问题,我们知道其最终原因是GC导致的。本节我们就先详细探讨下与GC息息相关的Java内存模型。

名词解释:变量,理解为java的基本类型。对象,理解为java new出来的实例。

Java程序运行在JRE(Java Runtime Environment)中,JRE包括JAVA API和JVM(Java Virtual Machine)。

Java原文件编译后得到Java Byte Code(.class)文件,JRE通过classloader将Java byte code文件加载到JVM的run-time data area.

JVM的run-time data area 包含The pc Register, Java Virtual Machine Stacks, Heap, Method Area, Run-Time Constant Pool, Native Method Stacks.

The pc Register:每个线程都有自己的Register。主要记录每个时间点线程正在执行的方法名称,指令地址,returnAddress,当前指针等。如果当前执行的是java native method(也就是java最底层的方法)时,那么当前线程的the pc Register 的值是undefined。

Native Method Stacks:这块stack用来执行不是java语言写的方法(也就是native method)。

Heap:这块空间被JVM所有的线程共享。从这也就看出java内部的线程通信是通过共享内存完成的。这里存储了所有的实例对象和数组。GC对对象的回收与空间的压缩也就发生在这个空间。

Java Virtual Machine Stacks:创建线程时,JVM就为此线程分配了stack。主要存储线程自己的变量,部分结果,对共享内存的引用等。这块空间由heap分配。

Method Area:这块空间由heap分配。也是被所有JVM的所有线程共享,主要存储着run-time constant pool ,方法的代码。这块空间一般不会被GC.

Run-Time Constant Pool:这块空间由Method Area分配,主要存储着常量,变量的引用。

总结:1.JVM Run-time data Area 的关系图:

20191210001305\_1.png

举例说明内存的使用:当启动一个类的main函数时(其实就是启动了一个进程),jvm的run-time data area就分配好了。the pc register记录此main函数的名字,main函数里的指令地址等;这个类的全局变量存到了Run-Time Constant Pool;类的构造函数,方法体,方法体内的变量存储到了Method Area; Jvm stack 存储了此线程(main函数体)的本地变量,对象的引用,返回结果,异常分发等;main函数体内的实例存储到heap。

程序执行过程:线程按照the pc register记录的指令执行(为了更快执行,这些指令会重排序,有CPU的重排序及内存系统的重排序(java 的happen-before),这里假想为顺序执行),此线程可以直接读取当前jvm stack的本地变量,读取Runtime constant pool中的全局变量,通过对象的引用调用heap中的实例,invoke Method Area中的method。或者invoke Native Method Area 中的method.可抽象理解为,线程通过Heap读/写当前线程的数据和结果。

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