Java内存模型和垃圾回收

1、 Java虚拟机内存模型

        Java虚拟机内存模型是Java程序运行的基础。为了能使java应用程序正常运行,jvm虚拟机将其内存数据分为程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、Java堆和方法区等部分,接下来我会详细介绍各个区域的作用和用途,大致结构如下图所示:


Java虚拟机内存分布

1.1、程序计数器

        程序计数器是一块很小的内存空间。Java是支持多线程的语言,当线程数量多于cpu数量时,线程之间就会根据时间片轮询抢夺cpu资源。对于单核cpu而言,每一时刻只会有一个线程在运行,而其他线程必须被切换出去。为此,每一个线程都会使用一个独立的程序计数器,用于记录下一条要运行的指令。各个线程的计数器互不影响,独立工作。程序计数器是一块线程私有的内存空间。

        如果当前线程正在执行一个java方法,则程序计数器记录正在执行的Java字节码地址,如果当一个线程正在执行一个native方法,则程序计数器为空。

1.2、 Java虚拟机栈

       Java虚拟机栈也是线程私有的内存空间,它和Java线程在同一时间创建,它保存方法的局部变量、部分结果,并参与方法的调用和返回。

        Java虚拟机规范允许Java栈的大小是动态的或者是固定的。在Java虚拟机规范中,定义了两种与栈相关的异常:StackOverFlow Error和OutOfMemoryError。如果线程在计算过程中,请求的栈深度大于可用的栈深度,则抛出StackOverFlow Error;如果Java栈可以动态扩展而在扩展过程中,没有足够的内存空间来支持栈的扩展,则抛出OutOfMemoryError。

       在Hot Spot虚拟机中,可以使用-Xss参数来设置栈的大小。栈的大小直接决定了函数调用的可达深度。

       虚拟机栈在运行时使用一种叫做栈帧的数据结构保存上下文数据。在栈帧中,存放了方法的局部变量表、操作数栈、动态链接方法和返回地址等信息。每一个方法的调用都伴随着栈帧的入栈操作。相应地,方法的返回则表示出栈操作。如果方法调用时,方法的参数和局部变量相对较多,那么栈帧中的局部变量表就会比较大,栈帧会膨胀以满足方法调用所需要的信息。因此,单个方法调用所需的栈空间大小也会比较多。栈帧结构如下图所示:


栈帧结构


1.3、 本地方法栈

       本地方法栈和Java虚拟机栈的功能很相似,Java虚拟机栈用于管理Java函数的调用,而本地方法栈用于本地方法的调用。本地方法并不是用Java实现的,而是使用C实现的。在SUN的Hot Spot 虚拟机中,不区分本地方法栈和虚拟机栈,因此,和虚拟机栈一样,它会抛出StackOverFlowError和OutOfMemoryError。

1.4、Java堆

        Java堆可以说是Java运行时内存中最为重要的部分,几乎所有的对象和数组都是在堆中分配空间的。Java堆分为新生代和老年代两个部分,新生代用来存放刚刚产生的对象和年轻的对象,如果对象一直没有被回收,生存的足够长,老年对象就会被移入老年代。

        新生代又可以进一步细分为eden、servivor sppace0(s0或者from space) 和survivor space1(s1或者to space)。Eden意义为伊甸园,即对象的出生地,大部分对象刚刚建立时,通常会存放在这里。S0和S1为survivor空间,直译为幸存者,也就是说存放在其中的对象至少经历了一次垃圾回收,并得以幸存。如果在幸村区到了指定年龄仍未回收则有机会进入老年代(tenured),堆空间基本结构如下图所示:


堆空间结构


1.5、方法区

        方法区也是JVM内存区中非常重要的一块内存区域,在JDK1.7之前,它是独立于堆空间存在的一块内存区域,在JDK1.7之后(包括1.7),它是在堆中分配的一块区域。方法区是被JVM中所有线程共享的。方法区主要保存的信息是类的元数据。

        方法区中最为重要的是类的类型信息、常量池、域信息、方法信息。类型信息是包括类的完整名称、父类的完整名称、类型修饰符和类的直接接口列表;常量池包括这个类方法、域等信息所引用的常量信息;域信息包括域名称、域类型和域修饰符;方法信息包括方法名称、返回类型、方法参数、方法修饰符、方法字节码、操作数栈和方法栈帧的局部变量大小以及异常表。总之,方法区内保存的信息,大部分来自于class文件,是java应用程序运行必不可少的重要数据。

垃圾回收内容后续发布。。。。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,529评论 5 475
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,015评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,409评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,385评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,387评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,466评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,880评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,528评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,727评论 1 295
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,528评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,602评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,302评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,873评论 3 306
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,890评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,132评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,777评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,310评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容