深入理解Java虚拟机(二) --- JVM内存管理

电玩女神 2022-05-11 13:14 243阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  运行时的数据区域
 *  一.程序计数器
 *  二.Java虚拟机栈
 *   *  局部变量表：
     *  操作数栈
 *  三.本地方法栈
 *  四.Java堆
 *  五.方法区（非堆）
 *   *  运行时常量池
 *  直接内存

# 运行时的数据区域 #

![在这里插入图片描述][70]

# 一.程序计数器 #

**目的**：作为当前线程所执行字节码的行号指示器

**原理：通过字节码解释器**改变计数器的值来选取下一条字节码指令

**特点**：  
1.占用较小的内存空间

2.每条线程需要一个独立的程序计数器

3.Native方法不需要程序计数器，因为它不需要解释器

4.不同线程的该内存区域相互独立

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">方法类型</th> 
   <th align="center">计数器状态</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">Java方法</td> 
   <td align="center">记录正在执行字节码地址</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">Native方法</td> 
   <td align="center">空</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**异常处理**: 当没有内存区域可扩展的时候，抛出`OutOfMemoryError`

# 二.Java虚拟机栈 #

**目的**：描述Java执行时的内存模型

**原理**：当一个JAVA方法执行的时候，会在虚拟机栈上建立一个栈帧，用来保存 **局部变量表**，**操作数栈，动态键栈，方法出入的信息（eg:方法返回值）。**

**特点**：  
1.广义上的栈就是指的是，虚拟机栈中的几部变量表

2.进入一个方法时，局部变量空间是确定的，不会再改变

3.不同线程的该内存区域相互独立

**异常处理**：  
1.若线程请求的栈深度 > 虚拟机允许的深度，抛出`StackOverflowError`

2.若动态虚拟机栈可以动态扩展（绝大多数），若扩展时无法申请足够的内存，抛出 `OutOfMemoryError`

## 局部变量表： ##

**目的**：使用 局部变量表 完成参数值到 参数变量列表 的传递过程

**原理**：是一个以字长为单位的数组，用于存放方法参数 和 方法内定义的局部变量索引

**索引类型包括**：基本变量类型，对象引用类型, returnAdress类型

> 1.reference类型（对象引用类型），作为对象引用指针，指明了对象在 JAVA堆 中的起始地址 和在 方法区 的对象类型数据  
> 2. returnAdress类型，指向一条字节码指令的地址

*  局部变量表中一个slot代表一个变量槽，长度和CPU架构的位长是相同的。
 *  64位长度的long和double类型占用2个局部变量表空间（slot），其他的均为1个单位大小。
 *  在第0位slot处存放该方法所属对象实例的引用（在Java堆中），程序中用`this关键字`进行访问
 *  可复用：超出作用域的slot变量将被GC回收进行覆写

## 操作数栈 ##

**目的**：作为JVM的工作区，对数据进行操作。

**原理**：同样也是一个以字长为单位的数组，用于存放操作数的值。大多数指令都要从这里弹出数据，执行运算，然后把结果压回操作数栈。

**解析：**

void Method(){ 
        int a = 1;
        int b = 2;
        int result = a + b;
    }

![在这里插入图片描述][70 1]

内部过程

1.在局部变量表分配三个slot，分别指向 a ， b，result。其中 a，b有初值

2.将局部变量表中的a，b的值放入操作数栈。

3.在操作数栈中弹出a，b的值弹出进行运算，接着将结果压入操作数栈中。

4.从操作数栈弹出结果，放到局部变量表中result相应的位置

# 三.本地方法栈 #