JVM笔记-JVM内存模型

image

本笔记主要整理自周志明的《深入理解Java虚拟机》及部分网络资源。

什么是JVM

Java程序编译之后的.class文件并不直接与机器的操作系统相对应，而是经过虚拟机间接与操作系统交互，由虚拟机将程序解释给本地系统执行。

JVM 是 Java 平台的基础，和实际的机器一样，它也有自己的指令集，并且在运行时操作不同的内存区域。JVM通过抽象操作系统和CPU结构，提供了一种与平台无关的代码执行方法。

内存模型

clipboard.png

程序计数器

• 每条线程都需要有一个独立的程序计数器，我们称这类内存叫“线程私有”的内存。
• 程序计数器记录当前线程正在执行的字节码指令命令地址。
• 规范唯一规定不会出现任何异常情况的区域.

虚拟机栈

• 虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。
• 虚拟机栈描述的是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栈帧。
  • 栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
  • 方法执行调用过程，就是栈帧在虚拟机栈中的入栈、出栈过程。
• 规范规定了这个区域的两种异常情况。
  • 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常。
  • 如果可以动态扩展，扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。

本地方法栈

• 存放native方法的栈帧，与底层硬件方法接触，不需要深究。
• 和虚拟机栈一样，本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

堆

• Java堆是所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。
• 唯一目的就是存在对象实例。
• 如果堆中沒有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OOM异常。

方法区

• 方法区也是所有线程共享的一块内存区域。
• 它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态常量、JIT编译后的代码等数据。
• 如果方法区沒有内存完成分配，将会抛出OOM异常。

直接内存/堆外内存

使用未公开的Unsafe和NIO包下ByteBuffer来创建堆外内存。在配置虚拟机参数时，需要注意堆外内存的存在，以免各个内存区域总和大于物理内存限制，从而导致OOM异常。