java虚拟机理解(一)——内存模型与对象创建

小咪咪 2022-09-30 10:52 159阅读 0赞

### JVM是java语言一项重要产物，正是由于JVM的存在，才使得java语言的跨平台特性。闲话少说，先来总结一下java虚拟机的内存模型。 ###

## 1) 再说java内存模型 ##

### 运行时数据区域通常分为：**方法区和堆以及虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器**。以上几个部分构成运行时数据区。先来看看各部分负责的功能。 ###

### **程序计数器：**这个比较好懂，就是PC指针。当前线程所执行代码的行号指示器，通过计数器来取下一条需要执行的字节码指令。 ###

### **java虚拟机栈**：线程私有，生命周期与线程相同，每个方法在执行的同时都会创建一个帧栈，用于储存局部变量表、动态链接、方法出口等信息。这个也好理解，解释为方法的运行会创建相适应的方法栈区。**局部变量表**中会存储各种基本类型(boolean byte char short int float double long)，还包括**引用类型**，**该reference是指向一个对象起始地址的引用指针**(java Hotspot虚拟机是采用直接地址方式)。需要注意的是若线程请求栈深度大于虚拟机深度，将会抛出StackOverflowError异常。 ###

### **本地方法栈**：**与虚拟机栈不同之处在于虚拟机栈为虚拟机执行字节码服务，本地方法栈则为虚拟机栈的Native方法服务**。有的虚拟机直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一了。 ###

### java堆：虚拟机中管理内存最大一部分。**属于所有线程共享，几乎所有对象实例都在堆上分配内存**。这在java垃圾回收算法中是非常重要的一部分。 ###

### **方法区：**也是所有线程共享内存区域。**用于存储被虚拟机加载类信息、常量、静态变量、编译后的代码等数据**。通常将方法理解为堆的一个逻辑部分，但是却与堆有区别。 ###

### **运行时常量池:**属于方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。 ###

### 以下是运行时内存模型的一个简图(注:以上参考于教材《深入理解Java虚拟机——JVM高级特性与最佳实践(第2版)》周志明 著) ###

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## **2)对象创建过程** ##

### 对象创建过程是在堆上分配内存，线程共享内存。下面是对象创建的几个步骤： ###

## **step 1)**虚拟机遇到new指令时，首先在常量池查看是否能定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用的代表的类是否已经被加载、解析、和初始化。如果没有，需要进行类加载操作。 ##

## **step 2)** 接下来虚拟机为对象在堆上分配内存。**通常有两种内存分配方式：指针碰撞和空闲列表。** ##

### **关于指针碰撞**：连续空闲内存，假设内存绝对规整，空闲和使用过的内存时分开的，使用指针作为分界点的指示器，分配方式是将临界指针向空闲内存内存进行偏移，这过程称之为内存碰撞。用以下简图表示： ###

![这里写图片描述][SouthEast 1]

### 关于空闲列表：这种方式通常发生在空闲内存和分配内存交互的情况下，此时无法使用指针碰撞，JVM此时可提供空闲列表的方案对创建的对象分配内存。通过维护一个列表，记录哪块内存可用，需要分配时就从可用内存中分一块进行创建对象。 ###

### 注意在分配内存中需要进行同步处理，因为不同线程可能同时对堆上的指针进行操作，通过同步保证对象在堆上分配内存不会紊乱。 ###

### **step3）**虚拟机对对象头部进行设置。通常包括所属类、对类的元数据信息、对象GC年代。这里有一个关于init操作，但在执行Init方法之前此时对象刚刚创建，对象中的所有字段都是0,执行new之后，对象才整正初始化。 ###

### **关于对象内存布局**。三大部分：**对象头、实例数据、对齐填充**。用以下简图进行表示。 ###

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### 以上就是内存模型和对象创建一些要点，关于对象创建过程，这里面涉及一些较复杂的操作。例如初始化过程，类加载等，这些慢慢学习了。 ###

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