深入理解虚拟机阅读笔记-运行时数据区域
运行时数据区域
-
- 程序计数器(pc寄存器)
- 线程私有,空间较小,是当前线程所执行字节码的行号指示器
- 字节码解释器工作时，通过改变计数器的值来取得下一条字节码指令。
- 分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等操作的依赖。
- Java方法：当前字节码指令的地址；
- Native方法，则为空。
- 唯一无OutOfMemoryError情况的内存区域
- Java虚拟机栈
- 线程私有，描述的是Java方法执行时的内存模型
- 方法执行时创建栈帧入栈，方法执行结束出栈
- 栈帧：用于存局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出入口等信息
- 局部变量表
- 存放编译期可知的数据，内存空间在编译期完全确定，运行期间不会改变
- 各种基本数据类型，64位长度的long和double栈两个局部变量空间 （slot），其余一个
- 对象引用（reference类型，直接指向对象地址的指针，或者指向对象句柄）
- returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）
- 局部变量表
- 异常情况
- 线程请求的栈深度大于虚拟机运行深度，抛出StackOverflowError
- 若虚拟机栈运行动态扩展，则当扩展时无法申请到足够的内存，抛出OutOfMemoryError
- 本地方法栈
- 与虚拟机栈类似，不过服务于Native方法
- 异常情况与虚拟机栈相同
- 虚拟机规范不对该区域使用的语言、方式和数据结构做强制规定，可自由实现
- Java堆
- 空间最大，线程共享，虚拟机启动时创建，用于存放对象实例
- 内存空间属于物理不连续
- Java虚拟机规范：所有的对象实例与数组都要在堆上分配
- 无法动态扩展时，抛出OutOfMemoryError
- 内存划分
- young：old 默认为 1：2
- 年轻代
- Eden：Survivor = 8 ：1
- 存在一个Eden区域与两块Survivor
- Eden
- 存放的刚创建的对象，当该部分被耗尽时，就进行young gc(Minor gc)。
- Survivor
- 每次young gc，将eden存活的对象和另一个Survivor的对象，整理到当前servivor，保证存储自身存储空间的连续性以及另外空间的空闲。
- 老年代
- 默认存放着Survivor中经过了15次Minor gc的对象
- 或者当Minor gc时，Survivor内存不足，依赖老年代做分配担保，直接将对象转移进该区域
- 或者当对象大于一定大小，则直接在老年代分配
- 方法区
- 线程共享，用于存储加载的常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等
- 线程安全，在类加载时，只允许有一个线程去加载某个类信息到方法区
- 永久代（1.8后移除）：Hotspot把gc分代收集扩展至方法区，方便如堆一般管理内存
- 无法满足内存分配需求时，抛出OutOfMemoryError
- 运行时常量池
- class文件存放编译期生成的字面量和符号引用，在类加载后存入该区域。
- 也存放翻译出来的直接引用
- 动态性：允许运行期将新的变量防区
- 无法满足内存分配需求时，抛出OutOfMemoryError
- 直接内存
- 堆外内存，非虚拟机规范定义，不受虚拟机本身限制
- 无垃圾回收管理
- 1.4引入的NIO类，基于通道Channel与缓冲器Buffer的IO方式，使用Native函数直接分配堆外内存
- 通过Java对中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。
- 通过参数指定大小,默认与堆最大值相同
- 分配内存时若出现内存溢出，并不是申请分配内存，而是计算出内存不足，手动抛出异常
- 元空间
- 存储加载的类信息
- 元数据区取代了永久代，本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现，区别在于元数据区并不在虚拟机中，而是使用本地内存。元数据区在频繁使用，也会发生OutOfMemory异常。
- 元数据区的动态扩展，默认–XX:MetaspaceSize值为21MB的高水位线。一旦触及则Full GC将被触发并卸载没有用的类（类对应的类加载器不再存活），然后高水位线将会重置。新的高水位线的值取决于GC后释放的元空间。如果释放的空间少，这个高水位线则上升。如果释放空间过多，则高水位线下降。