Java内存区域

红太狼 2022-08-06 09:29 210阅读 0赞

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## 1、运行时数据区（线程私有的内存） ##

Java虚拟机在执行Java程序中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据域。这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁时间，、  
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。  
Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区域，如下图：  
1.1程序计数器  
  程序计数器是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，  
  在任何一个确定的时刻，一个处理器都只会执行一条线程中的指令。所以，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要  
  有一个独立的程序计数器，各条线程间的计数器互不影响，独立存储。

## 1.2 Java虚拟机栈（线程私有） ##

它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的时候都会创建一个栈帧（栈帧是方法运行  
  时的基础数据结构）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着  
  一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。  
    局部变量表存放了编译期的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference类型,它不等同于对象本身，可能是一个指向对象  
起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。  
64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间，其余的数据类型只占一个。局部变量表所需要的内存空间在编译期间完成分配。

## 1.3 本地方法栈 ##

本地方法栈（Native Method Stack）与虚拟机栈所发挥的作用很相似，它们之间的区别是虚拟机栈为虚拟机执行java（也就是字节码）服务,  
而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。  
1.4 Java堆（线程共享）  
    对大多数应用来说，Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。  
此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。Java虚拟机规范中的描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。  
但是随着JIT编译器的发展和逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生，所有的对象在堆上分配也渐渐变得不是那么“绝对了”。  
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，也被称为GC堆。从内存回收的角度看，由于现在收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆中还可以细分为：新生代和老生代；  
再细致一点有Eden空间、From Survivor空间、To Surivior空间等。从内存分配的角度看，线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（TLAB）。  
Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上时连续的即可，就像我们的磁盘空间一样。

## 1.5方法区（线程共享） ##

方法去区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。HotSpot虚拟机中把方法区称为“永久代”。  
这区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载，一般来说，这个区域的“回收”成绩比较难以令人满意，尤其是类型的卸载，条件相当苛刻，但是这部分区域的回收确实是必要的。

## 1.6 运行时常量池 ##

运行时常量池(Runtime Constant Pool)是方法区的一部分。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（Const Pool Table），用于存放编译器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。

## 1.7 直接内存 ##

直接内存并不是Java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。  
   在JDK1.4中新加入的NIO(New Input/Output)类，引入了一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）的I/O方式，它可以使用Native函数直接分配堆外内存，  
然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。本机直接内存的分配  
不会受到Java堆大小的限制。

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