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jvm内存布局

Star永恒
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发布于 01/07 17:43
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JVM中将内存分为若干部分:堆、方法区、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器

程序计数器:该区域是内存中较小的一块区域---是当前线程在执行的字节码的行号指示器。程序计数器是线程私有的,每个线程都有一个程序计数器,线程之间的程序计数器相互独立,互不干扰。是java虚拟机规范中唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域

虚拟机栈:是线程私有的,其生命周期与线程是相同的。虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型,每个方法在执行的时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表,操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用到结束就会有栈帧在虚拟机栈中入栈和出栈。一个方法的调用链可能会很长,于是当调用一个方法时,可能会有很多的方法都处于执行状态,但是对于执行引擎来讲,至于位于虚拟机栈栈顶的栈帧才是有效的,这个栈帧被称为当前栈,这个栈帧所关联的方法被称为当前方法,执行引擎的所有指令都是针对当前栈帧进行操作的。Stackoverflowerror异常(当线程申请的栈空间大于虚拟机所允许的深度时);outfmemoryError:当虚拟机栈无法申请到足够内存时。局部变量表是一组变量值的存储空间,局部变量表的存储单位是slot。若为实例方法,则第0个slot是存储的指向所有实例对象的引用,在方法中可以通过this来访问到这个隐含的参数;往下是参数,再往下是方法内的局部变量。对于操作数栈,在方法刚开始执行时操作数栈为空,执行过程中会有各种字节码指令写入或者谈出。比如算法运算或者调用其他方法时的参数等。动态链接:类似于与静态链接即解析时符号引用转化为直接引用,动态链接是指在运行时转化为直接引用。

本地方法栈: 功能与虚拟机栈相同,只不过本地方法栈是为native方法服务

堆:java堆是被线程共享的一块区域。Java堆是用来存放实例对象以及数组对象。由于现在有了逃逸分析技术,也可以将对象分配在栈上。同时java堆也是垃圾回收的主要区域,垃圾回收主要采用分代回收,有年轻代,老年代。Java堆可以是物理上不连续的区域,只要逻辑上连续即可。在堆中为对象分配内存的分配方法有:碰撞指针(前提绝对规整,注意多线程同步问题,采用CAS原理加失败重试实现或者本地线程分配缓冲)和空闲列表(不是规整的内存)方法,选择哪一种分配方法取决于是否规整,是否规整取决于采用的垃圾回收算法是否压缩。对象的访问一般有两种方式:句柄和直接访问。堆空间不足时抛出outOfMemoryError。

方法区:与堆一样,是线程共享的的区域。用于存储已经被虚拟机加载的类的类信息、常量、静态变量、编译后的代码,运行时常量池(存储编译器生成的各种字面量与符号引用)等。方法区中有一个运行时常量池,class文件中的常量池在类被加载后就被放入运行时常量池。运行时常量池相对于class文件中的常量池,具有动态性。可以在运行期间通过intern将常量放入池中,方法区空间不足时抛出outOfMemoryError。

在java虚拟机的规范之外还存在一个堆外内存,即直接内存。堆外内存能减少IO时的内存复制,实现零拷贝,不需要堆内存Buffer拷贝一份到直接内存,然后才写入Socket中;而且也没GC。

优点:1、减少了垃圾回收的工作,因为垃圾回收会暂停其他的工作(可能使用多线程或者时间片的方式,根本感觉不到)
2、加快了复制的速度。因为堆内在flush到远程时,会先复制到直接内存(非堆内存),然后在发送,而堆外内存相当于省略掉了这个工作。

缺点:1、堆外内存难以控制,如果内存泄漏,那么很难排查
2、堆外内存相对来说,不适合存储很复杂的对象。一般简单的对象或者扁平化的比较适合。

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