日常学习-jvm01-java 内存模型

内容导读

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内容图文

java 内存模型

线程隔离：线程独有的内存空间 ，相互不影响

1 程序计数器

? 当前线程所执行字节码的行号指示器，通过改变计数器的值，来确定执行的下一条字节码指令

2 虚拟机栈

? 每个方法被执行时，虚拟机都会同步创建一个栈帧，栈帧中存储着 局部变量表、操作数栈、动态链接、出口信息等。

? 每个方法的开始到结束，对应着栈帧从入栈到出栈的过程

? 局部变量表：存放了编译期可知的java基础类型，对象引用和returnAddress指向一条字节码指令的地址

异常

• 1 若线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度，则会报出StackOverflowError

• 2 若java虚拟机栈容量可以动态扩展，却无法申请到更多的内存空间时 也会报出outOfMemoryError

3 本地方法栈

? 虚拟机使用到本地方法，则会压入到本地方法栈。

异常与虚拟机栈类似

线程共享

1 java 堆 **

? 此内存区域的唯一目的就是为了存储实例对象

? java 堆 实际处于内存不连续的空间，但在逻辑上 要看作为连续的对象， 但是大对象由于需求会被要求存储在连续的空间上

? java 堆可以被实现为可扩展，也可固定大小不过大多数都是可扩展

? - Xmx java 堆可以被分配最大的内存空间

? - Xms java 堆可以被分配起始的内存空间

异常

若实例对象无法被分配空间，并且内存空间无法扩展时 会爆出 OutOfMemoryError异常

2 方法区

用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量

可以选择扩展大小或者固定长度

可以选择不进行垃圾收集，针对这个区域的内存回收 主要是类的卸载和常量池的回收

利用元空间来进行实现

3 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，还有常量池表（用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用）

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，当常量池无法再申请到内存时会抛出 OutOfMemoryError 错误。

4 直接内存

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是虚拟机规范中定义的内存区域，但是这部分内存也被频繁地使用。而且也可能导致 OutOfMemoryError 错误出现。

本机直接内存的分配不会受到 Java 堆的限制，但是，既然是内存就会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。

HotPot 虚拟机对象探秘

1 对象的创建

当虚拟机遇到一条字节码 new 时

1 检查这个指令的参数能否 在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个类是否被加载初始化过。如果没有则需要先进行类得加载

2 虚拟机额需要为这个新对象分配内存空间

• 2.1 如果 内存空间中的对象分布是绝对规整的，一边全是对象，一边是空闲，一个指针指向两块区域的交界处，分配空间是，将会让这个指针 向空闲区域移动一个对象的大小。这种方式成为"指针碰撞"。

• 2.2 如果 该内存区域对象分布是不规整的，虚拟机就需要维护一个列表，来表示哪些区域的内存是空闲着的。分配时，虚拟机通过表找到一块足够大的区域划分给对象实例，并且更新空闲列表。该方式称之为"空闲列表"

• 2.3 那么当多个线程同时进行，会产生线程不安全的问题 ，因为多个线程同时去分配内存，导致指针或空闲表更新不及时，分配了相同的内存空间。

  • CAS 利用失败重试的方法来分配内存

  • TLAB 为线程预先分配缓存，当需要分配时现在本地缓存中进行分配 若缓存满了 再在内存上划分新的缓存

    -XX:+/-UseTLAB

3 java 对对象进行必要的设置，将必要的信息存放在对象头中，同时设置是否使用偏向锁等等。

? 对象头:

? Mark Word: 这部分主要用来存储对象自身的运行时数据，如hashcode、gc分代年龄等

? class pointer: 这一部分用于存储对象的类型指针，该指针指向它的类元数据，JVM通过这个指针确定对象是哪个类的实例。

? array length: 如果对象是一个数组，那么对象头还需要有额外的空间用于存储数组的长度

4 最后 执行构造函数，并且进行赋值等操作

2 对象的访问方式

• 使用句柄访问
  • 优势 ： 当对象存储空间发生变化是 只需要改变句柄中的指针即可，不用改变实际引用的地址
• 直接指针访问
  • 优势 ： 速度较快，减少了一次指针定位的过程。

参考于《深入理解java虚拟机第3版》

内容总结

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