JVM那些事儿(二)-----JVM运行时数据区

Java虚拟机定义了若干种程序运行期间会使用到的运行时数据区,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.另外一些是与线程一一对应的,这些与线程对应的数据区域随着线程的开始和结束而创建和销毁

一,PC寄存器---与线程相关

Java 虚拟机可以支持多条线程同时执行,每一条 Java虚拟机线程都有自己的 PC(Program Counter)寄存器。在任意时刻,一条 Java 虚拟机线程只会执行一个方法的代码,这个正在被线程执行的方法称为该线程的当前方法。如果这个方法不是 native 的,那 PC 寄存器就保存 Java 虚拟机正在执行的字节码指令的地址,如果该方法是 native 的,那 PC 寄存器的值是 undefined。PC 寄存器的容量至少应当能保存一个 returnAddress 类型的数据或者一个与平台相关的 地指针的值。

二,Java虚拟机栈和栈帧---与线程相关
  • 1,Java虚拟机栈(JVM Stack)
    每一条 Java 虚拟机线程都有自己私有的 Java 虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack),这个栈与线程同时创建,用于存储栈帧

  • 2,栈帧(Frame)

    • 栈帧(Frame)是用来存储数据和部分过程结果的数据结构,同时也被用来处理动态链接(Dynamic Linking)、方法返回值和异常分派(Dispatch Exception)。
    • 栈帧随着方法调用而创建,随着方法结束而销毁——无论方法是正常完成还是异常完成(抛出了在方法内 被捕获的异常)都算作方法结束。栈帧的存储空间分配在 Java 虚拟机栈之中,每一个栈帧都有自己的局部变量表(Local Variables)、操作数栈(OperandStack)和指向当前方法所属的类的运行时常量池的引用。
    • 在一条线程之中,只有目前正在执行的那个方法的栈帧是活动的。这个栈帧就被称为是当前栈帧(Current Frame),这个栈帧对应的方法就被称为是当前方法(Current Method),定义这个方法的类就称作当前类(Current Class)。对局部变量表和操作数栈的各种操作,通常都指的是对当前栈帧的对局部变量表和操作数栈进行的操作。
    • 栈帧是线程 地私有的数据,不可能在一个栈帧之中引用另外一条线程的栈帧
三,Java堆(Heap)---与JVM相关

Java 堆在虚拟机启动的时候就被创建
在 Java 虚拟机中,堆(Heap)是可供各条线程共享的运行时内存区域,也是供所有类实例和数组对象分配内存的区域。这块区域内存就是被垃圾回收器所管理的

四,方法区(Method Area)---与JVM相关

在 Java 虚拟机中,方法区(Method Area)是可供各条线程共享的运行时内存区域.方法区在虚拟机启动的时候被创建,方法区是堆的逻辑组成部分.
方法区与传统语言中的编译代码储存区(Storage Area Of Compiled Code)或者操作系统进程的正文段(Text Segment)的作用非常类似,它存储了每一个类的结构信息,常量,静态变量,即时编译器编译后的代码等数据.例如运行时常量池(Runtime Constant Pool)、字段和方法数据、构造函数和普通方法的字节码内容、还包括一些在类、实例、接口初始化时用到的特殊方法。

五,运行时常量池(Runtime Constant Pool)---与JVM相关

运行时常量池(Runtime Constant Pool)是每一个类或接口的常量池的运行时表示形式,它包括了若干种不同的常量:从编译期可知的数值字面量到必须运行期解析后才能获得的方法或字段引用,例如,存放编译期生成的各种字面量和符号引用。运行时常量池扮演了类似传统语言中符号表(SymbolTable)的角色,不过它存储数据范围比通常意义上的符号表要更为广泛。
每一个运行时常量池都分配在 Java 虚拟机的方法区之中,在类和接口被加载到虚拟机后,对应的运行时常量池就被创建出来

六,本地方法栈---与线程相关

Java 虚拟机实现可能会使用到传统的栈(通常称之为“C Stacks”)来支持 native 方法(指使用 Java 以外的其他语言编写的方法)的执行,这个栈就是 本地方法栈(Native Method Stack)。当 Java 虚拟机使用其他语言(例如 C 语言)来实现指令集解释器时,也会使用到 地方法栈。如果 Java 虚拟机不支持 natvie 方法,并且自己也不依赖传统栈的话,可以无需支持 地方法栈,如果支持 地方法栈,那这个栈一般会在线程创建的时候按线

总之

  • 程序计数器,JAVA虚拟机栈(栈帧是存放在JAVA虚拟机栈中的,随着方法的调用而生,方法结束而消亡),本地方法栈是随着线程创建而生,线程结束而消亡.
  • JAVA堆和本地方法区(运行时常量池是在本地方法区中的)是随着虚拟机启动而创建,随着虚拟机结束而消亡

参考<<JAVA虚拟机规范>>

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