Java運行時數據區劃分原理解析
Java中對象創建,內存分配,垃圾回收的權力交給了虛擬機,這其中有利也有弊,程序員也減輕了負擔,但是如果不熟悉Java的內存區域劃分,一旦出現內存溢出和泄漏,將會很難定位問題的根源,這就有必要了解Java的運行時數據區劃分。
方法區(Method Area)
是由各個線程共享的內存區域,用來存儲已被虛擬機加載的類型信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼緩存等數據。
堆(Heap)
Java虛擬機所管理的一塊最大的內存區域,由所有的線程共享的一塊內存區域;堆內存在虛擬機啟動時創建,用來存放對象實例,數組;Java堆是垃圾收集器管理的內存,在G1垃圾收集器之前,堆內存普遍采用分代設計思想,新生代,老年代,永久代...,現代垃圾收集器已經不主張采用分代設計理論概念;Java堆既可以被實現成固定大小的,也可以是可擴展的,不過當前主流的Java虛擬機都是按照可擴展來實現的(通過參數-Xmx和-Xms設定)。如果在Java堆中沒有內存完成實例分配,并且堆也無法再擴展時,Java虛擬機將會拋出OutOfMemoryError異常。
虛擬機棧(VM Stack)
虛擬機棧為線程私有,每個方法執行時,虛擬機都會創建棧幀存儲局部變量表(包含Java的基本數據類型,以及對象的引用,非對象本身)、操作數棧、動態連接方法出口等信息,方法從被調用到執行結束,對應著一個棧幀在虛擬機中從入棧到出棧的過程。基本數據類型在局部變量表中的存儲空間以局部變量槽(slot)來表示,64位長度的long和double占用兩個變量槽,其余數據類型占用一個,局部變量表所需要的內存空間在編譯期完成,因此進入方法時,每個方法在棧幀需要分配的空間時確定的,運行期間并不會改變局部變量表的大小(即變量槽的數量),每個槽的空間大小根據虛擬機的實現而定。如果線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的深度,將拋出StackOverflowError異常;如果Java虛擬機棧容量可以動態擴展[2],當棧擴展時無法申請到足夠的內存會拋出OutOfMemoryError異常。
本地方法棧(Native Method Stack)
類似于虛擬機棧的作用,區別在于虛擬機棧用來執行Java的方法,本地方法棧為虛擬機使用到的笨的方法服務。
程序計數器(Program Counter Register)
是Java內存中較小的一部分內存空間,由每個Java線程所獨享,可以理解為當前線程執行的字節碼行號指示器,Java中程序的執行往往是多線程的,在某一個確切的時刻,一個處理器內核直會執行線程中的一條指令,每個線程都是在不停的切換執行,為了保證切換后可以執行到正確的位置,每個線程都要有一個獨立的程序計數器,每個計數器之間互不影響。
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