学习笔记---java内存区域

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Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把他所管理的的内存划分为若干个不同的数据区域。
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。

1、程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间,他可以看作是当前线程的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(对于多核处理器来说是一个内核)都只会执行一条线程中的指令。因此为了线程切换后能够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。
如果线程正在执行的是一个Java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址;如果正在执行的是一个Native方法,这个计数器的值为空。

此内存区域是唯一 一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

2、Java虚拟机栈

和程序计数器一样,Java虚拟机栈也是线程私有的,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:每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部表量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用到执行完成的过程,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可知的各种基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用和returnAddres类型(指向了一条字节码指令地址)。

其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间(Slot),其余的数据类型只占用1个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配,当进入一个方法时,这个方法需要在栈帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的,在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

在Java虚拟机规范中对这个区域规定了两种异常状况:如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常;如果虚拟机栈可以动态扩展,如果扩展时无法申请到足够的内存,就会抛出OutOfMemoryEooro异常。

3、本地方法栈

本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用非常相似,他们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行的Java方法(也就是字节码)服务,为本地 方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。与虚拟机栈一样,本地方法栈区域也会抛出StackOverflowErrow和OutOfMemoryError一样。

4、Java堆

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。这一点在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。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此很多时候也被称作"GC堆"。从内存回收的角度来看,由于现在收集器基本都采用分代手机算法所以Java堆中还可以细分为:新生代和老年代;在细致一点的有哦Eden空间、Form Survivor空间、To Survivor空间等。

根据Java虚拟机规范的规定,Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中,只要逻辑上是连续即。如果在堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法在扩展时,将会抛出OutOfMemoryError异常。

5、方法区

方法区和Java堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储以被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、及时编译期编译后的代码等数据。

根据Java虚拟机规范的规定,当方法区无法满足内存反配需求是,将抛出OutOfMemoryError异常。

6、运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息就是常量池,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进入方法区的运行时常量池中存放。

量池的好处

常量池是为了避免频繁的创建和销毁对象而影响系统性能,其实现了对象的共享。
例如字符串常量池,在编译阶段就把所有的字符串文字放到一个常量池中。
(1)节省内存空间:常量池中所有相同的字符串常量被合并,只占用一个空间。
(2)节省运行时间:比较字符串时,==比equals()快。对于两个引用变量,只用==判断引用是否相等,也就可以判断实际值是否相等。

既然运行时常量池是方法区的一部分,自然受到方法区内存的限制当常量池无法在申请到内存是会抛出OutOfMemoryError异常。

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