一、JVM运行时数据区

JVM在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域有各自的用途,以及创建和销毁的时间,有的区域随着虚拟机进程的启动而一直存在,有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。

1、程序计数器

可以将它看做当先线程执行字节码的行号指示器,字节码解析器通过它获取下一行要执行的代码,分支、跳转、循环、异常处理、线程恢复等都需要它。每个线程都需要有一个独立的程序计数器,各条线程之间计数器互不影响,独立存储,且该部分不会出现oom。

2、虚拟机栈

每个方法被执行的时候,Java虚拟机都会同步创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

局部变量表存放了编译期可知的各种Java虚拟机基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference类型,它并不等同于对象本身,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者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)。

这些数据类型在局部变量表中的存储空间以局部变量槽(Slot)来表示,一个Solt长度是32,long和double会占用两个变量槽。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。

3、堆

对于Java应用程序来说,Java堆(Java Heap)是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。几乎所有的对象实例以及数组都应当在堆上分配。人们常说的GC(Garbage Collected)指的就是回收该区域。同时,java堆被所有线程所共享。

4、方法区

方法区(Method Area)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型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据

5、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表(Constant Pool Table),用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用

在JVM中,类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期包括:加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载7个阶段。而解析阶段即是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。

1.符号引用(Symbolic References):符号引用以一组符号来描述所引用的目标,符号可以是任何形式的字面量,只要使用时能够无歧义的定位到目标即可。在编译时,java类并不知道所引用的类的实际地址,因此只能使用符号引用来代替。比如org.simple.People类引用了org.simple.Language类,在编译时People类并不知道Language类的实际内存地址,因此只能使用符号org.simple.Language来表示Language类的地址。各种虚拟机实现的内存布局可能有所不同,但是它们能接受的符号引用都是一致的,因为符号引用的字面量形式明确定义在Java虚拟机规范的Class文件格式中。

2.直接引用:

 直接引用可以是

(1)直接指向目标的指针(比如,指向“类型”【Class对象】、类变量、类方法的直接引用可能是指向方法区的指针)

(2)相对偏移量(比如,指向实例变量、实例方法的直接引用都是偏移量)

(3)一个能间接定位到目标的句柄

直接引用是和虚拟机的布局相关的,同一个符号引用在不同的虚拟机实例上翻译出来的直接引用一般不会相同。如果有了直接引用,那引用的目标必定已经被加载入内存中了。

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