一、JVM 主要組成部分：

?JVM包含兩個子系統(tǒng)和兩個組件，分別為：

• Class loader(類裝載子系統(tǒng))：根據(jù)給定的全限定名類名來裝載class文件到運行時數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)中
• Execution engine(執(zhí)行引擎子系統(tǒng))：執(zhí)行引擎也叫解釋器，負責解釋class的指令，在提交給操作系統(tǒng)執(zhí)行
• Runtime data area(運行時數(shù)據(jù)區(qū)組件)：即我們常說的JVM的內(nèi)存
• Native Interface(本地接口組件)：與native lib交互，它的作用是融合不同的編程語言為Java所用，是其它編程語言交互的接口

????????首先通過編譯器把 Java源代碼轉(zhuǎn)換成字節(jié)碼，Class loader(類裝載)再把字節(jié)碼加載到內(nèi)存中，將其放在運行時數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi)，而字節(jié)碼文件只是 JVM 的一套指令集規(guī)范，并不能直接交給底層操作系統(tǒng)去執(zhí)行，因此需要特定的命令解析器執(zhí)行引擎（Execution Engine），將字節(jié)碼翻譯成底層系統(tǒng)指令，再交由 CPU 去執(zhí)行，而這個過程中需要調(diào)用其他語言的本地庫接口（Native Interface）來實現(xiàn)整個程序的功能。

二、JVM 內(nèi)存區(qū)域：

JVM 在執(zhí)行 Java 程序時，會將內(nèi)存劃分為若干個不同的數(shù)據(jù)區(qū)域，不同的區(qū)域用途不同，創(chuàng)建和銷毀時間也不相同。在 JDK1.8 版本之后對運行時數(shù)據(jù)區(qū)域做了些修改，下面我們分別來看看修改前后的內(nèi)存區(qū)域是怎么樣的。

1、JDK1.8之前的JVM內(nèi)存區(qū)域如下圖：

2、JDK8之后的JVM內(nèi)存區(qū)域如下圖：

3、各區(qū)域的的作用：

（1）程序計數(shù)器：

當前線程執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器，記錄當前線程執(zhí)行到程序的哪個位置，通過改變計數(shù)器的值，可以選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令。該區(qū)域是線程私有，是唯一一個不會發(fā)生OOM的區(qū)域。

（2）Java虛擬機棧：

描述 Java 方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，每個方法執(zhí)行時都會創(chuàng)建一個棧幀，用于存儲局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息。每個方法從調(diào)用到執(zhí)行完成，就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機中入棧到出棧的過程。該區(qū)域線程私有，生命周期與線程的生命周期相同。

（3）本地方法棧：

本地方法棧的作用和虛擬機棧的作用非常相似，區(qū)別是本地方法棧則為Native方法服務(wù)，而虛擬機棧為執(zhí)行java方法服務(wù)，該區(qū)域也是線程私有。

（4）Java堆：

用于存儲對象實例，是占用內(nèi)存最大的區(qū)域，可劃分為新生代和老年代，新生代又可細分為?Eden區(qū)、From Survivor區(qū)、To Survivor區(qū)。

在 HotSpot 中，對象在堆內(nèi)存布局分成三部分：對象頭，實例數(shù)據(jù)，對齊填充。

① 對象頭：包括兩部分的信息：

• 運行時數(shù)據(jù)：用于存儲對象自身的運行時數(shù)據(jù)，如哈希碼，GC代年齡，鎖狀態(tài)標志、線程持有的鎖、偏向線程ID等。
• 類型指針：即對象指向它的類元數(shù)據(jù)的指針，虛擬機通過這個指針來確定這個對象是哪個類的實例。如果對象是一個Java數(shù)組，那對象頭中還必須有一塊用于記錄數(shù)組長度的數(shù)據(jù)。

② 實例數(shù)據(jù)：是對象真正存儲的有效信息，是在程序代碼中所定義的各種類型的字段內(nèi)容，相同寬度的字段會被分配到一起。

③ 對齊填充：并不是必然存在的，僅起著占位符的作用。

（5）方法區(qū)：

????????用于存儲類信息，包括運行時常量池、靜態(tài)變量、常量、即時編譯后的代碼（即class文件）等數(shù)據(jù)。與Java堆一樣不需要連續(xù)的內(nèi)存，并且可以動態(tài)擴展，動態(tài)擴展失敗會拋出 OOM 異常，該區(qū)域被所有線程共享。對這塊區(qū)域進行垃圾回收的主要目標是對常量池的回收和對類型的卸載，但是一般比較難實現(xiàn)。

? ? ? ? 方法區(qū)是一個 JVM 規(guī)范，永久代與元空間都是其一種實現(xiàn)方式。JDK8 之前，Hotspot 中方法區(qū)的實現(xiàn)是永久代（Perm），JDK8 開始使用元空間（Metaspace），以前永久代的靜態(tài)變量和常量池移至堆內(nèi)存，其他內(nèi)容移至元空間，元空間直接在本地內(nèi)存分配。那為什么要使用元空間取代永久代的實現(xiàn)？主要是為了方便管理方法區(qū)：

① 永久代的方法區(qū)，和堆使用的物理內(nèi)存是連續(xù)的。對于永久代，由于類及方法的信息等比較難確定其大小，所以指定永久代的大小比較困難，太小容易出現(xiàn)永久代溢出，太大則容易導致老年代溢出，并且每次?Full GC 之后永久代的大小都會改變，如果動態(tài)生成很多 class 的話，就很可能出現(xiàn) OOM，畢竟永久代的空間配置有限。

②?JDK8之后，方法區(qū)存在于元空間，物理內(nèi)存不再與堆連續(xù)，而是直接存在于本地內(nèi)存中，理論上機器內(nèi)存有多大，元空間就有多大。

③ 字符串存在永久代中，容易出現(xiàn)性能問題和內(nèi)存溢出。

④ 永久代會為 GC 帶來不必要的復雜度，并且回收效率偏低

參考文章：Java內(nèi)存區(qū)域（運行時數(shù)據(jù)區(qū)域）和內(nèi)存模型（JMM） - czwbig - 博客園

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java虚拟机：JVM 主要组成部分与内存区域的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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