JAVA虚拟机-图解内存结构

不念不忘少年蓝@ 2022-05-15 00:11 207阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  栈
 *   *  JAVA虚拟机栈
 *  堆
 *   *  堆的划分
     *  新生代对象分配
     *  老年代对象分配
     *  堆内存总结
 *  方法区

![总览图][2630c0621869714af81640eca9300af3.png]

本节讨论一下内容的结构

1.  堆
2.  栈
3.  方法区

# 栈 #

定义: 随线程创建而生,线程销毁而灭.

存放内容:

1.  方法内定义的局部变量(基本类型存内容,引用类型存引用。不存引用类型的具体内容)
2.  方法参数

![栈总览图][d24891c4760a172671831a98340cf6c2.png]

JVM 规定栈的内容:

1.  JAVA虚拟机栈 (所有非native方法的栈)
2.  本地方法栈(所有native方法的栈)
3.  程序计数器(程序运行的字节码行号指示器,可以理解为DEBUG 断点时,当前的行号)

## JAVA虚拟机栈 ##

栈是一种数据结构,具有先进后出的特性。JAVA虚拟机栈就是一个栈结构的一块数据区

搞清楚JAVA虚拟机栈 push和pop 的内容是什么,也就理解了JAVA虚拟机栈

`方法被调用时,栈帧入栈. 方法返回时,栈帧出栈`

**栈帧**是什么呢? 存放了什么东西

1.  局部变量表(可以理解为 定义的局部变量)
2.  操作数栈(执行指令的参数)
3.  动态链接(运行时常量池的方法引用. 可以理解为java.lang.Method 对象)
4.  返回地址(return)

这些概念还是很拗口,很难理解。 接下来通过例子来加深对栈帧的理解

举例说明:

public class JvmStack {
        public static void main(String[] args) {
            methodA();
        }
    
        public static void methodA() {
            int a = 1;
            methodB(a);
        }
    
        public static int methodB(int param) {
            return param;
        }
    }

这里省略了`main方法栈帧`入栈出栈图

methodA方法被调用时, methodA 栈帧入栈  
![methodA方法被调用][methodA]  
methodB方法被调用时, methodB 栈帧入栈  
![methodB方法被调用][methodB]  
methodB 调用结束后.栈帧恢复为 `methodA方法被调用` 的形态

methodA 调用结束后.栈帧恢复为 `main方法被调用` 的形态

# 堆 #

堆是JAVA内存结构中,最复杂的部分,垃圾收集也`主要`是针对这一块区域

定义:  
堆的主要作用就是进行对象内容的分配.

存放内容: new对象的实际占用空间

## 堆的划分 ##

JAVA堆被划分为两块区域

1.  新生代
2.  老年代  
    他们是物理隔离的两块区域(G1收集器时除外)

![java堆][java]

堆为什么要划分为新生代,老年代?

> 由于JAVA分配对象的特性,98%的对象都是`朝生夕死`的, 将堆划分为两块区域是  
> 为了采用不同的垃圾收集算法收集相应的区域。

## 新生代对象分配 ##

划分新生代之后,分配对象时,内存是绝对规整的,可以用拨动指针的方式分配对象  
![新生代分配对象][ef7aa6a43d55ee9bf76a38999fdf1125.png]

假设从 0x46F03000的位置开始分配对象

1.  第一个对象:0x46F03000, 大小为1MB
2.  第二个对象: (0x46F03000+1MB), 大小为13KB
3.  第三个对象起始地址: (0x46F03000+1MB+13KB),大小为105KB

> 对象的大小只要是 8 的整数倍就行.(否则会加入对齐填充)

## 老年代对象分配 ##

老年代的内存并不是绝对规整的  
![老年代分配对象][12a46cd5786487d5db880111c9b8fd85.png]  
如图。 即将被回收的对象回收后。 这个缝隙只能容得下新对象A

新对象B分配时要找可以容纳自己的位置

## 堆内存总结 ##

堆将区域划分为多块的目的: `为了更高效的垃圾收集`

# 方法区 #

存放内容:

1.  类的Class对象
2.  运行时常量池(可以理解为定义的常量)

JDK1.8 之后将PermGen 改为 Metaspace。 也叫做元数据区

[2630c0621869714af81640eca9300af3.png]: /images/20220515/bb792edbdbad4b7198a7b0721b7ac30d.png
[d24891c4760a172671831a98340cf6c2.png]: /images/20220515/8567d78bd79d4a549ec97274e663d363.png
[methodA]: /images/20220515/0950b3ace1f046c4b98fa509805732c5.png
[methodB]: /images/20220515/316a9b8a04d34ba0b0741c5d42b4dc8c.png
[java]: /images/20220515/2bee6f4a9aa440a0b585d57f18e80413.png
[ef7aa6a43d55ee9bf76a38999fdf1125.png]: /images/20220515/3b8cac972c794192b68f2dad2bf7d075.png
[12a46cd5786487d5db880111c9b8fd85.png]: /images/20220515/5c0f9427d0774386a4181cd0cb26f796.png