1.Java虛擬機運行時數(shù)據(jù)區(qū)

在前面的幾篇博文中，我們只是簡單的把內(nèi)存區(qū)域分為了堆和棧，但其實，這種分法是十分粗糙的，jvm在實際運行的時候，內(nèi)存區(qū)域的劃分絕對不是那么簡簡單單的就兩塊，我們一起看下面這個圖就知道了。

從上圖我們知道了，JVM虛擬機運行時數(shù)據(jù)區(qū)主要劃分為：方法區(qū)、虛擬機棧、本地方法棧、堆、程序計數(shù)器。

1.1程序計數(shù)器

雖然在上圖中，程序計數(shù)器這塊占用的區(qū)域畫的很大，但其實，在內(nèi)存中，它只是較小的一塊內(nèi)存空間。

1)生命周期：線程私有的，與它所綁定的線程相同。

2)作用：當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器，簡單的可以理解成，程序計數(shù)器記錄著下一行要執(zhí)行的代碼行數(shù)，比如我們經(jīng)常寫的分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)都是通過改變該計數(shù)器的值來完成的。如果一個線程正在執(zhí)行的是Java方法，這個計數(shù)器記錄的是正在執(zhí)行的虛擬機字節(jié)碼指令的地址；如果正在執(zhí)行的是Native方法，這個計數(shù)器則為空。

3)程序運行時該區(qū)域可能發(fā)生的異常：此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個在Java虛擬機規(guī)范中沒有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域。

1.2Java虛擬機棧

其實這里所說的棧，就是前面我們博文中粗糙分法堆棧中的棧了。精確的講的話，其實是Java虛擬機棧中的局部變量表部分吧；同時這里是專門為虛擬機執(zhí)行java方法服務(wù)的，為什么這么說呢？因為內(nèi)存區(qū)域中還有本地方法棧，本地方法棧是只為虛擬機使用到的Native方法服務(wù)的。

1)生命周期：線程私有的，與它所綁定的線程相同。

2)作用：每個方法被執(zhí)行的時候都會創(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。每個方法被調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機棧中從入棧到出棧的過程。其中局部變量表存儲的是以下類型：

①基本數(shù)據(jù)類型：boolean, byte, char, short, int, float, long, double；

②對象引用：reference類型，它不等于對象本身，根據(jù)不同的虛擬機實現(xiàn)，它可能是一個指向?qū)ο笃鹗嫉刂返囊梦恼?#xff0c;也可能是指向一個對象句柄或其他與此對象有關(guān)的位置；

③returnAddress類型：指向了一條字節(jié)碼指令的地址，簡單的說，就是下一條要執(zhí)行的代碼的地址；

3)程序運行時該區(qū)域可能發(fā)生的異常：

①線程請求棧深度 > 虛擬機允許深度，拋出StackOverflowError；eg:

package edu.outofmemoryerror.heap;

public class JavaStackSOF {

private int stackLength = 1;

public void stackLeak() {

stackLength++;

stackLeak();

}

/**

* -Xss128K

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

JavaStackSOF sf = new JavaStackSOF();

sf.stackLeak();

}

}

運行結(jié)果是：

注意在運行的時候注意要改變那些參數(shù)；如果是通過控制臺命令來執(zhí)行的，可以直接跟在Java命令之后書寫，如果是通過Eclipse來執(zhí)行的可以在下面頁面添加上再來執(zhí)行，如圖：

②該棧允許動態(tài)拓展，當(dāng)無法申請到足夠的空間時，拋出OutOfMemoryError異常；

1.3本地方法棧

本地方法棧跟虛擬機棧相似，他們的區(qū)別在前面已經(jīng)提過了：本地方法棧是只為虛擬機使用到的Native方法服務(wù)的，而java虛擬機棧是專門為虛擬機執(zhí)行java方法服務(wù)的。

1)生命周期：線程私有的，與它所綁定的線程相同。

2)作用：為使用到的Native方法服務(wù)。

3)程序運行時該區(qū)域可能發(fā)生的異常：跟虛擬機棧一樣。

1.4Java堆(Java Heap)

對于很多應(yīng)用來說，Java堆是Java虛擬機所管理的內(nèi)存中最大的一塊。

1)生命周期：線程共享的，在虛擬機啟動時就創(chuàng)建

2)作用：存放對象實例，幾乎所有的對象實例以及數(shù)組都在這里分配內(nèi)存。

3)程序運行時該區(qū)域可能發(fā)生的異常：堆中沒有內(nèi)存完成實例分配或者堆無法再拓展時，將會拋出OutOfMemoryError異常，eg：

package edu.outofmemoryerror.heap;

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

public class HeapOOM {

static class OOMObject { }

/**

* -Xms20M -Xmx20M -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

List list = new ArrayList();

while (true) {

list.add(new OOMObject());

}

}

}

運行結(jié)果：

1.5方法區(qū)(Method Area)

方法區(qū)有一個別名叫做非堆(Non-Heap)，對于習(xí)慣在HotSpot虛擬機上開發(fā)和部署程序的開發(fā)者來說，它也叫“永久代”。

1)生命周期：線程共享的，在虛擬機啟動時就創(chuàng)建

2)作用：存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態(tài)變量，也就是編譯器編譯后的代碼數(shù)據(jù)。

3)程序運行時該區(qū)域可能發(fā)生的異常：當(dāng)方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需求時，將會拋出OutOfMemoryError異常。比如java.lang.OutOfMemoryError,這個錯誤其實對于經(jīng)常使用SSh框架進行開發(fā)的我們應(yīng)該很熟悉,它就是由于方法區(qū)空間不足導(dǎo)致的內(nèi)存溢出。

因為該區(qū)域中的垃圾收集行為是比較少出現(xiàn)的，所以對象相當(dāng)于永久不被回收一般，所以在這個區(qū)域就叫做“永久代”了。

1.5.1運行時常量池

運行常量池是方法區(qū)的一部分。

1)生命周期：線程共享的，在虛擬機啟動時就創(chuàng)建

2)作用：存放Class文件中類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一些信息是常量池，用于存放編譯期間生產(chǎn)的各種字面量和符號引用，這部分內(nèi)容將在類加載后存放到方法區(qū)的運行是常量池中。

3)程序運行時該區(qū)域可能發(fā)生的異常：運行時是方法區(qū)的一部分，自然收到方法區(qū)內(nèi)存的限制，當(dāng)常量池?zé)o法在申請到內(nèi)存是就會拋出OutOfMemoryError異常

看到這里，不知道大家會不會想起前面一篇博文中我們說的JVM對字符串的處理呢？

沒錯，在那篇博文中講的Java字符串緩沖池，其實就是運行時常量池的一部分，而運行池是在方法區(qū)中的，方法區(qū)中的垃圾收集行為是幾乎沒有的，相當(dāng)于不會被回收。這就是前面的JVM對字符串處理的原理了。

1.6直接內(nèi)存

其實直接內(nèi)存不是虛擬機運行時數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，也不是Java虛擬機規(guī)范中的一部分，但是這部分也頻繁的使用，也可能會導(dǎo)致OutOfMemoryError異常的出現(xiàn)。

2引用對象的訪問

在之前我們有一篇博文講了關(guān)于對象與內(nèi)存管理的知識，但是那里只是比較簡單的，下面我們更加深入了解一下，在Java語言中，對象訪問是如何進行的？

其實對象訪問并不像前面那篇博文中講的那么簡單只涉及到堆和棧，因為即使是最簡單的訪問，也會涉及到Java虛擬機棧，Java堆，方法區(qū)這三個重要的內(nèi)存區(qū)域。之所以只講堆和棧是因為開發(fā)人員在大多數(shù)情況下關(guān)注的最多的是堆和棧兩個區(qū)域。

關(guān)于基本類型的訪問，在前面那篇博文中我們已經(jīng)講了，下面，我們先提一下相關(guān)的概念：

1)對象類型數(shù)據(jù)：指的是該對象的對象類型，父類，實現(xiàn)的接口，方法等，其實就是前面說的，方法區(qū)存儲的是加載的對象的信息。

2)對象實例數(shù)據(jù)：指的是該類實例化后的對象的實例變量的值。

接著，我們繼續(xù)重點深入講解下關(guān)于引用類型對象的兩種訪問方式：

1)使用句柄方式訪問

使用這種對象的訪問方式的優(yōu)勢是：存儲的是穩(wěn)定的句柄地址，在對象移動時只會改變句柄中的實例數(shù)據(jù)指針，而reference本身不用改變。

使用句柄池訪問方式，Java堆中將會劃分出一塊內(nèi)存來作文句柄池，reference中存儲的是對象的句柄地址，而句柄中包含了對象實力數(shù)據(jù)和類型數(shù)據(jù)各自的具體地址信息。

其實從上圖中，我們還能看出一個知識點，那就是：64位長度的long和double類型的數(shù)據(jù)會占用2個局部變量空間

2)使用直接指針訪問方式

使用這種訪問方式的優(yōu)勢是：訪問速度快。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java堆栈句柄,深入了解JVM—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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