深入JVM 原理(一)Java内存模型

 2019-12-10 16:11  阅读(973)
文章分类:Java Core

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深入JVM 原理(一)Java内存模型:http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79278169
深入JVM原理(二)Java对象访问模式: http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79279979
深入JVM原理(三)JVM 垃圾收集:http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79281249
深入JVM原理(四)JVM垃圾回收流程:http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79281852
深入JVM原理(五)Java堆内存调整参数(调优关键):http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79287403
深入JVM原理(六)年轻代:http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79287900
深入JVM原理(七)老年代、永久代和元空间:http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79288787
深入JVM原理(八)JVM垃圾回收策略:http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79289110
深入JVM原理(九)JVM垃圾回收策略参数配置:http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79289556
深入JVM原理(十)G1收集器:http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79290595
深入JVM原理(十一)Java引用类型:http://blog.csdn.net/qq_34707744/article/details/79291451

首先,我们先来回顾一下java的基本开发模式,我们知道,我们写的所有的java 程序都保存在 * .java 的文件中,即我们的源代码,但是呢,这些源代码,必须经过javac.exe命令将其编译成 *.class 文件,而后利用 java.exe 命令在 JVM 进程中中解释此程序。

但是在这里流程中,又有自己的过程,如下图:

Java程序执行流程

20191210001639\_1.png

实际上,当JVM将所需要的 .class 文件将所需要的 .class 文件加载到 JVM 进程之中,那么这个过程,我们需要一个类加载器(ClassLoad),类加载器的好处在于:可以随定指定 *.class 文件所在的路径

JVM:java虚拟机,所有的程序都要求运行在JVM上,是因为考虑到了可移植性问题 ,但如果真正去执行程序,无法离开操作系统的支持。

在 java 中可以使用 native 实现 本地 C 函数的调用,Native Interface,但是这些都是属于程序的辅助手段,而真正的程序运行都在“运行时数据区”之中。

20191210001639\_2.png

在整个的运行时数据区中,分为如下几个内存空间:
堆内存:保存所有引用数据的真实信息;
**栈内存:**基本类型、运算、指向堆内存的指针;
**方法区:**所以定义的方法的信息都保存方法区中,属于共享区;
**程序计数器:**是一个非常小的内存空间,用来保证程序依次执行;
**本地方法栈:**每一次执行递归方法的时候,都会将上一个方法入栈;

例如:依次执行A() -> B()-> C () –D()方法;
那么进入本地方法栈的结构为:
A —>A先入栈
B A —>B入栈
C B A —>C入栈
D C B A —>D入栈
如果栈一直被占用到某种程度后,程序无法执行,及抛出栈溢出错误
20191210001639\_3.png

那么栈中我们是存的什么呢?
如图:
20191210001639\_4.png

如何线程都会有自己的调用,此时,每个线程都要有自己独立的空间,所以,每个栈内存都是线程私有的。
我们在java JVM 中用栈帧(Stack Frame)来定义栈的数据,每一个栈帧表示每个可能执行的方法。
20191210001639\_5.png

而栈帧中则包含了:局部变量表,操作树栈,指向运行时常量池的引用,方法返回地址和动态链接。
局部变量表(Local Variables):方法的局部变量或形参,其以变量槽(solt)为最小单位,只允许保存32为长度的变量,如果超过32位则会开辟两个连续的solt(64位长度,long和double);
操作树栈(Operand Stack):表达式计算在栈中完成;
指向当前方法所属的类的运行时常量池的引用(Reference to runtime constant pool):引用其他类的常量或者使用String 池中的字符串;
**方法返回地址(Return Address):**方法执行完后需要返回调用此方法的位置,所以需要再栈帧中保存方法返回地址;

在整个java之中存在对象池的概念,对象池是对整个常量池的一个规则破坏,因为在jvm启动时,所有的常量都已经分配好的内存空间了,但是String中的intern()方法会打破这种限制,动态地进行常量池的内容设置;

当产生一个方法调用的时候,原本的方法会入栈,当方法执行完毕之后,方法将会进行栈帧的出栈,这样就能定义每个栈的详细信息。

20191210001639\_6.png

运行时数据区就是我们的java内存管理,我们java能管理的地方只在java运行时数据区,其他我们无法控制,而java运行时数据区的大小,我们可根据自己的需求自行更改,但在其中,有些数据区是数据共享,有些数据区是对象独享,在整个操作中,对于运行时数据区直接和java的线程对象关联,所以,我们所说的java内存调优都是在运行时数据区进行的,即共享的数据区越大越好,所以,关键是在堆内存中,如果我们要真正做到对程序的理解,就需要对堆内存进行一定的控制。

未完待续

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