堆,方法区(元空间) 主要用来存放数据 是线程共享的.
程序计数器,本地方法栈,虚拟机栈 是运行程序的,是线程私有的.
JVM 的运行时数据区,不同虚拟机实现可能略微有所不同,但都会遵从 Java 虚 拟机规范,Java 8 虚拟机规范规定,Java 虚拟机所管理的内存将会包括以下几 个运行时数据区域:
程序计数器(Program Counter Register)是一块较小的内存空间,它可以看 作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
描述的是 Java 方法执行的内存模型,每个方法在执行的同时都会创建一个线帧 (Stack Frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息, 每个方法从调用直至执行完成的过程,都对应着一个线帧在虚拟机栈中入栈到出 栈的过程。
与虚拟机栈的作用是一样的,只不过虚拟机栈是服务 Java 方法的,而本地 方法栈是为虚拟机调用 Native 方法服务的。
是 Java 虚拟机中内存最大的一块,是被所有线程共享的,在虚拟机启动时候创 建,Java 堆唯一的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 内存
用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。 方法区是很重要的系统资源,是硬盘和 CPU 的中间桥梁,承载着操作系统和应用 程序的实时运行.
JVM 内存布局规定了 Java 在运行过程中内存申请,分配,管理的策略,保证了 JVM 的高效稳定运行.不同的 JVM 对于内存的划分方式和管理机制存在着部分差异, 我们现在以使用最为流行的 HotSpot 虚拟机为例讲解
你能看懂这幅图吗?
Java 虚拟机定义了序运行期间会使用到的运行数据区,其中有一些会随着虚拟 机启动而创建,随着虚拟机退出而销毁. 另外一些则是与线程一一对应的.这些与线程对应的区域会随着线程开始和结束而创建销毁
如图:红色的为多个线程共享,灰色的为单个线程私有的,即线程间共享:堆,方法区. 线程私有:程序计数器,栈,本地方法栈
概述
JVM 中的程序计数寄存器(Program Counter Register)中的 Register 命名源于 CPU 的寄存器,寄存器存储指令相关的现场信息.CPU 只有把数据装载到寄存器 才能运行. 这里,并非是广义上所指的物理寄存器,或许将其翻译为 PC 计数器(或指令计数器) 会更加贴切(也称为程序钩子),并且也不容易引起一些不必要的误会**.JVM 中的 PC 寄存器是对物理 PC 寄存器的一种抽象模拟.**
作用
程序计数器用来存储下一条指令的地址,也即将要执行的指令代码.由执行引擎读 取下一条指令
出现的背景
前面已经讲过,由于跨平台性的设计,Java 的指令都是根据栈来设计的.不同平台 CPU 架构不同,所以不能设计为基于寄存器的. 基于栈的指令设计优点是跨平台,指令集小,编译器容易实现,缺点是性能下降,实 现同样功能需要更过的指令集
分清栈和堆
栈是运行时的单位,而堆是存储的单位.
即:栈解决程序的运行问题,即程序如何执行,或者说如何处理数据.
堆解决的是数据存储的问题,即数据怎么放,放在哪儿.
java虚拟机栈是什么
Java 虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack),早期也叫 Java 栈**.每个线程在创建 时都会创建一个虚拟机栈,其内部保存一个个栈帧,对应着一次方法的调用. Java 虚拟机栈是线程私有的. 生命周期和线程一致**
作用
主管 Java 程序的运行,它保存方法的局部变量(8 种基本数据类型,对象的引用地 址),部分结果,并参与方法的调用和返回.
例:
栈的特点
栈是一种快速有效的分配存储方式,访问速度仅次于程序计数器.
JVM 直接对 java 栈的操作只有两个:调用方法,进栈. 执行结束后出栈.
对于栈来说不存在垃圾回收问题
栈中的异常
StackOverflowError:线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度。
栈中存储什么?
每个线程都有自己的栈,栈中的数据都以栈帧为单位存储.
在这个线程上正在执行的每个方法都各自对应一个栈帧.
栈帧是一个内存区块,是一个数据集,维系着方法执行过程中的各种数据信息.
栈的运行原理
栈帧的内部结构
每个栈帧中存储着:
1.局部变量表(Local Variables)
局部变量表是一组变量值存储空间,用于存放方法参数和方法内部定义的局 部变量。对于基本数据类型的变量,则直接存储它的值,对于引用类型的变量, 则存的是指向对象的引用
2.操作数栈(Operand Stack)(或表达式栈)
栈最典型的一个应用就是用来对表达式求值。在一个线程执行方法的过程 中,实际上就是不断执行语句的过程,而归根到底就是进行计算的过程。因此可 以这么说**,程序中的所有计算过程都是在借助于操作数栈来完成的**。
3.动态链接(Dynamic Linking) (或指向运行时常量池的方法引用)
因为在方法执行的过程中有可能需要用到类中的常量,所以必须要有一个 引用指向运行时常量。
4.方法返回地址(Retuen Address)(或方法正常退出或者异常退出的定义)
当一个方法执行完毕之后,要返回之前调用它的地方,因此在栈帧中必须保 存一个方法返回地址