JVM内存模型-蒲公英云

JVM内存模型

JVM内存模型大体分5部分：程序计数器（Program Counter Register）、JVM虚拟机栈（JVM Stacks）、本地方法栈（Native Method Stacks）、堆（Heap）、方法区（Method Area）

1、程序计数器（Program Counter Register）

这是一块比较小的内存，不在Ram上，而是直接划分在CPU上的，程序员无法直接操作它，它的作用是：JVM在解释字节码文件（.class）时，存储当前线程所执行的字节码的行号，只是一种概念模型，各种JVM所采用的方式不同，字节码解释器工作时，就是通过改变程序计数器的值来选取下一条要执行的指令，分支、循环、跳转、等基础功能都是依赖此技术区完成的。还有一种情况，就是我们常说的Java多线程方面的，多线程就是通过现程轮流切换而达到的，同一时刻，一个内核只能执行一个指令，所以，对于每一个程序来说，必须有一个计数器来记录程序的执行进度，这样，当现程恢复执行的时候，才能从正确的地方开始，所以，每个线程都必须有一个独立的程序计数器，这类计数器为线程私有的内存。

如果一个线程正在执行一个Java方法，则计数器记录的是字节码的指令的地址，如果执行的一个Native方法，则计数器的记录为空。

程序计数器是唯一一个在Java规范中没有任何OutOfMemoryError情况的区域。

2、JVM虚拟机栈（JVM Stacks）

VM虚拟机栈就是我们常说的堆栈的栈（我们常常把内存粗略分为堆和栈），和程序计数器一样，也是线程私有的，生命周期和线程一样，每个方法被执行的时候会产生一个栈帧。

栈用于存储局部变量表、动态链接、操作数栈、方法出口等信息。

栈用于存储局部变量表即：Java 8种数据类型，及引用类型（存放的是指向各个对象的内存地址）

操作数据栈作用
1、解析常量池里面的数据
2、方法执行完后处理方法返回，恢复调用方现场
3、方法执行过程中抛出异常时的异常处理，存储在一个异常表，当出现异常时虚拟机查找相应的异常表看是否有对应的Catch语句，如果没有就抛出异常终止这个方法调用

方法的执行过程就是栈帧在JVM中出栈和入栈的过程。

内存空间可以在编译期间就确定，运行期不在改变。这个内存区域会有两种可能的Java异常：StackOverFlowError和OutOfMemoryError。

3、本地方法栈（Native Method Stacks）

用来处理Java中的本地方法的，Java类的祖先类Object中有众多Native方法，如hashCode()、wait()等，他们的执行很多时候是借助于操作系统，但是JVM需要对他们做一些规范，来处理他们的执行过程。

在SUN的HOT SPOT虚拟机中，不区分本地方法栈和虚拟机栈。因此，也会抛出StackOverFlowError和OutOfMemoryError

4、堆（Heap）

因为Java性能的优化，主要就是针对这部分内存的。几乎(JIT)所有的对象实例及数组都是在堆上面分配的，可通过-Xmx和-Xms来控制堆的大小。

堆内存是垃圾回收的主要区域

JIT 是 just in time 的缩写, 也就是即时编译编译器。使用即时编译器技术，能够加速 Java 程序的执行速度。

对于 Java 代码，刚开始都是被编译器编译成字节码文件，然后字节码文件会被交由 JVM 解释执行，所以可以说 Java 本身是一种半编译半解释执行的语言。Hot Spot VM 采用了 JIT compile 技术，将运行频率很高的字节码直接编译为机器指令执行以提高性能，所以当字节码被 JIT 编译为机器码的时候，要说它是编译执行的也可以。也就是说，运行时，部分代码可能由 JIT 翻译为目标机器指令（以 method 为翻译单位，还会保存起来，第二次执行就不用翻译了）直接执行。