JVM学习之路（三）——JVM内部结构详细介绍及其相互作用

川长思鸟来 2022-05-18 02:10 163阅读 0赞

[JVM学习之路（一）——java程序执行流程][JVM_java]

[JVM学习之路（二）——JVM的内部结构][JVM_JVM]

**三、JVM内部结构详细介绍及其相互作用**

前面2部分分别介绍了java程序的执行流程和JVM的内部结构，但内部结构的详细信息及其之间的相互作用并未介绍，也不知道JVM怎么调配的，就让各个模块把一个java程序执行了。本部分解决的就是这个问题。

1、**JVM内存空间**包括4部分：**方法区、java堆、java栈、本地方法栈**。

2、**方法区：**

①是各个**线程共享**的区域；

②存放**类信息、常量、静态变量、运行时常量池、即时编译器编译后的代码等**。

③**运行时常量池**（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。**.class 字节码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。**

④方法区无法满足内存分配需求时，将抛出**OutOfMemoryError** 异常。

3、**java堆（主内存）：**

①是各个**线程共享**的区域；

②存放**类实例对象、数组元素**；

③一个系统会产生很多实例，因此**java堆的空间是最大的；**

④如果java堆空间不足了，程序会抛出**OutOfMemoryError**异常（常说的**OOM异常**）。

⑤Java 堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要**逻辑上是连续的**即可，就像我们的磁盘空间一样。在实现时，既可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的（通过-Xmx 参数和-Xms 参数控制）。

⑥Java 堆是**垃圾收集器管理的主要区域**，因此很多时候也被称做“**GC 堆**”（Garbage Collected Heap）。

⑦如果从**内存回收**的角度看，由于现在垃圾收集器基本都是采用的**分代收集算法**，所以：将java堆分代的唯一理由就是**优化GC性能**。

*  **Java 堆 = 新生代 + 老年代**
 *  **新生代 = 伊甸区（Eden） + 幸存区（Survivor）= 伊甸区（Eden）+ From Survivor空间 + To Survivor空间**
 *  **幸存区 = From Survivor 空间 + To Survivor 空间**
 *  **2个幸存区是大小相同，完全对称的，没有任何差别，也可写作S0，S1。**

4、**java栈：**

①是每个**线程私有**的区域；

②它的**生命周期与线程相同，因此就不存在“垃圾回收”这回事了，因为线程结束，这个栈也就消亡了**；

③一个线程对应一个java栈；

④每执行一个方法就会往栈中压入一个元素，这个元素叫**“栈帧”**，而栈帧中包括了**方法中的基本类型变量、对象的引用变量、局部变量表**、**用于存放中间状态值的操作栈、方法出口、动态链接**；

⑤每一个方法**被调用直至执行完成**的过程，就对应着**一个栈帧在java虚拟机栈中从入栈到出栈**的过程。

⑥如果java栈空间不足了，程序会抛出**StackOverflowError**异常。什么情况下容易产生这个异常呢？**递归**，递归如果深度很深，就会执行大量的方法，方法越多，java栈的空间占用越大。

⑦如果java栈可以动态扩展（当前大部分的Java 虚拟机都可动态扩展，只不过Java 虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机栈），当扩展时**无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError **异常。

5、**本地方法栈**：

①和java栈类似，只不过它是**用来表示执行本地方法**的，

②本地方法栈存放的方法**调用本地方法接口**，最终**调用本地方法库**，实现与操作系统、硬件交互的目的。还记得JNI（java native interface，java本地接口）吗？嘻嘻。

6、**PC寄存器**：