JVM(6)——JVM内存模型

文章目录

1、JVM内存结构

2、JVM内存整体结构

3、JVM栈内存结构

4、JVM 堆内存结构

5、JVM整体结构及内存模型

1、JVM内存结构

解释：

1、每个线程都只能访问自己的线程栈

2、每个线程都不能访问其他线程的变量

3、所有原生类型的局部变量都存储在线程栈中，因此对其他线程是不可见的。

4、线程可以将一个原生变量值得副本传给另一个线程，但不能共享原生局部变量本身

5、堆内存中包含了 Java 代码中创建的所有对象，不管是哪个线程创建的。 其中也涵盖了包装类型（例如 Byte，Integer，Long 等）。

6、不管是创建一个对象并将其赋值给局部变量， 还是赋值给另一个对象的成员变量， 创建的对象都会被保存到堆内存中。

解释：

如果是原生数据类型的局部变量，那么它的内容就全部保留在线程栈上。

如果是对象引用，则栈中的局部变量槽位中保存着对象的引用地址，而实际的对象内容保存在堆中。

对象的成员变量与对象本身一起存储在堆上, 不管成员变量的类型是原生数值，还是对象引用。

类的静态变量则和类定义一样都保存在堆中。

总结：

方法中使用的原生数据类型和对象引用地址在栈上存储；对象、对象成员与类定义（类）、静态变量在堆上。

堆内存又称为“共享堆”，堆中的所有对象，可以被所有线程访问, 只要他们能拿到对象的引用地址。

如果一个线程可以访问某个对象时，也就可以访问该对象的成员变量。

如果两个线程同时调用某个对象的同一方法，则它们都可以访问到这个对象的成员变量，但每个线程的局部变量副本是独立的。

2、JVM内存整体结构

解释：

每启动一个线程，JVM 就会在栈空间栈分配对应的 线程栈, 比如 1MB 的空间（-Xss1m）。

线程栈也叫做 Java 方法栈。 如果使用了JNI 方法，则会分配一个单独的本地方法栈(Native Stack)。

线程执行过程中，一般会有多个方法组成调用栈（Stack Trace）, 比如 A 调用 B，B 调用 C…每执行到一个方法，就会创建对应的 栈帧（Frame）。

3、JVM栈内存结构

解释：

栈帧是一个逻辑上的概念，具体的大小在一个方法编写完成后基本上就能确定。

比如返回值需要有一个空间存放，每个局部变量都需要对应的地址空间，此外还有给指令使用的操作数栈，以及 class 指针（标识这个栈帧对应的是哪个类的方法, 指向非堆里面的 Class 对象）。

4、JVM 堆内存结构

解释：

堆内存是所有线程共用的内存空间，JVM 将Heap 内存分为年轻代（Young generation）和 老年代（Old generation, 也叫 Tenured）两部分。

年轻代还划分为 3 个内存池，新生代（Eden space）和存活区（Survivor space）, 在大部分GC 算法中有 2 个存活区（S0, S1），在我们可以观察到的任何时刻，S0 和 S1 总有一个是空的, 但一般较小，也不浪费多少空间。

Non-Heap 本质上还是 Heap，只是一般不归 GC管理，里面划分为 3 个内存池。

Metaspace, 以前叫持久代（永久代, Permanent generation）, Java8 换了个名字叫 Metaspace。

CCS, Compressed Class Space, 存放 class 信息的，和 Metaspace 有交叉。

Code Cache存放 JIT 编译器编译后的本地机器代码。

JIT热点代码：一般指的是代码频繁使用的方法，代码块等

5、JVM整体结构及内存模型

解释：

线程私有区域

程序计数器：是当前线程所执行的字节码的行号指示器，无OOM

虚拟机栈：是描述java方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。

栈帧（ Frame）是用来存储数据和部分过程结果的数据结构，同时也被用来处理动态链接(Dynamic Linking)、 方法返回值和异常分派（ Dispatch Exception）。栈帧随着方法调用而创建，随着方法结束而销毁——无论方法是正常完成还是异常完成（抛出了在方法内未被捕获的异常）都算作方法结束。

本地方法栈：和 Java Stack 作用类似, 区别是虚拟机栈为执行 Java 方法服务, 而本地方法栈则为Native 方法服务, 如果一个 VM 实现使用 C-linkage 模型来支持 Native 调用, 那么该栈将会是一个 C 栈，但 HotSpot VM 直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

线程共享区域

堆-运行时数据区：是被线程共享的一块内存区域，创建的对象和数组都保存在 Java 堆内存中，也是垃圾收集器进行垃圾收集的最重要的内存区域。由于现代 VM 采用分代收集算法, 因此 Java 堆从 GC 的角度还可以细分为: 新生代(Eden 区、From Survivor 区和 To Survivor 区)和老年代

方法区/永久代（1.8之后元空间）：用于存储被 JVM 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. HotSpot VM把GC分代收集扩展至方法区, 即使用Java堆的永久代来实现方法区, 这样 HotSpot 的垃圾收集器就可以像管理 Java 堆一样管理这部分内存, 而不必为方法区开发专门的内存管理器(永久带的内存回收的主要目标是针对常量池的回收和类型的卸载, 因此收益一般很小)。

运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

直接内存

jdk1.4后加入NIO（New Input/Output）类，引入了一种基于通道与缓冲区的I/O方式，它可以使用native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。可以避免在Java堆和Native堆中来回复制数据。直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制.避免大于物理内存的情况。

Java JVM 任务调度

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