Java虚拟机(一):内存模型

1 运行时数据区域


      Java虚拟机在执行java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。不同区域有各自的用途,以及创建和销毁的时间,有的区域随着虚拟机进程的启动而存在,有些区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。如下
《Java虚拟机(一):内存模型》

GC内存模型

1.1 程序计数器


        程序计数器是一块较小的内存空间,可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。为确保线程切换后能恢复到正确的执行位置,每个线程都有一个独立的程序计数器,互不影响,独立存储。         如果线程正在执行的是一个Java方法,该计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址;如果正在执行的是Native方法,该计数器值则为空(Undefined)。         程序计数器的内存区域是唯一一个没有OutOfMemoryError情况的区域。

1.2 虚拟机栈(VM Stack)


        虚拟机栈也是线程私有的,生命周期与线程相同。
通常说的堆(Heap)内存、栈(Stack)内存中,栈就是现在所介绍的虚拟机栈。

        每个方法执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表(存放了基本数据类型、对象引用类型、returnAddress类型)、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。

        有两种异常情况:

        如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常。

        如果虚拟机栈动态扩展时无法申请到足够的内存,将抛出OutOfMemoryError异常。

1.3 本地方法栈(Native Method Stack)


        与虚拟机栈作用非常相似,只不过本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。也会有StackOverflowError和OutOfMemoryError异常情况。

        Sun HotSpot虚拟机把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

1.4 堆(Heap)


        堆是JVM内存中最大的一块,被所有线程共享。存放Java对象实例。

        堆既可固定大小,也可动态扩展,当堆中没有内存完成实例分配且也无法再扩展时,将抛出OutOfMemoryError异常。

1.5 方法区(Method Area)


        方法区也是各个线程共享的内存区域,用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态常量、即时编译器编译后的代码等数据。

        对HotSpot虚拟机而言,方法区也可称为“永久代”。

        方法区
既可固定大小,也可动态扩展,当方法区无法满足内存分配需求时,将抛出OutOfMemoryError异常。

        运行时常量池(方法区的一部分):Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息是常量池,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进入方法区的运行时常量池中存放。

        运行期间也可能将新的常量放入运行时常量池中,如String类public
native String intern()方法。

        当常量池无法再申请到内存时,将抛出OutOfMemoryError异常。

1.6 直接内存


         直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。

         如NIO引入了基于通道(Channel)与缓冲区(Buffer)的I/O方式,可以使用Native函数直接分配堆外内存,通过Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存中的引用进行操作。因为避免了在Java内存和本机直接内存中来回复制数据,所以在一些场景中能显著提高性能。

         当Java内存 + 本机直接内存 > 本机物理总内存时(设置动态扩展时,未考虑物理总内存限制),动态扩展此时会出现OutOfMemoryError异常。

    原文作者:java内存模型
    原文地址: https://blog.csdn.net/a355586533/article/details/72469436
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