JVM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写,是高级程序员必备知识。
JVM结构概述
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JVM体系结构
- 可跨平台
- 运行环境
- jdk8体系结构
- 类加载器ClassLoader
虚拟机自带的加载器:
1) 启动类加载器(Bootstrap)C++
2) 扩展类加载器(Extension)Java
3) 应用程序类加载器(AppClassLoader)
Java也叫系统类加载器,加载当前应用的classpath的所有类
用户自定义加载器:
Java.lang.ClassLoader的子类,用户可以定制类的加载方式
- Native Interface
本地接口的作用是融合不同的编程语言为 Java 所用。
- PC寄存器
每个线程都有一个程序计数器,是线程私有的,就是一个指针,指向方法区中的方法字节码(用来存储指向下一条指令的地址,也即将要执行的指令代码),由执行引擎读取下一条指令,是一个非常小的内存空间,几乎可以忽略不记。
- 方法区
方法区是被所有线程共享,所有字段和方法字节码,以及一些特殊方法如构造函数,接口代码也在此定义。简单说,所有定义的方法的信息都保存在该区域,此区属于共享区间。
静态变量+常量+类信息(构造方法/接口定义)+运行时常量池 存在方法区中。
- 栈区
栈也叫栈内存,主管Java程序的运行,是在线程创建时创建,它的生命期是跟随线程的生命期,线程结束栈内存也就释放,对于栈来说不存在垃圾回收问题
,只要线程一结束该栈就Over,生命周期和线程一致,是线程私有的。8种基本类型的变量+对象的引用变量+实例方法都是在函数的栈内存中分配。
栈存储什么?
本地变量(Local Variables):输入参数和输出参数以及方法内的变量;
栈操作(Operand Stack):记录出栈、入栈的操作;
- 栈+堆+方法区的交互关系
HotSpot是使用指针的方式来访问对象:
Java堆中会存放访问类元数据的地址,
reference存储的就直接是对象的地址
- Heap 堆
个JVM实例只存在一个堆内存,堆内存的大小是可以调节的。类加载器读取了类文件后,需要把类、方法、常变量
放到堆内存中,保存所有引用类型的真实信息,以
方便执行器执行,堆内存分为三部分:
Young Generation Space 新生区 Young/New
Tenure generation space 养老区 Old/ Tenure
Permanent Space 永久区 Perm
Heap堆(Java8)
一个JVM实例只存在一个堆内存,堆内存的大小是可以调节的。类加载器读取了类文件后,需要把类、方法、常变量
放到堆内存中,保
存所有引用类型的真实信息,以方便执行器执行。
堆内存逻辑上分为三部分:新生+养老+方法区
方法区 永久存储区是一个常驻内存区域,用于存放JDK自身所携带的 Class,Interface 的元数据,也就是说它存储的是运行环境必须的类信息,被装载进此区域的数据是不会 被垃圾回收器回收掉的,关闭 JVM 才会释放此区域所占用的内存。 如果出现java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space,说明是Java虚拟机对 永久代Perm内存设置不够。一般出现这种情况,都是程序启动需要加载大量的第三方jar 包。例如:在一个Tomcat下部署了太多的应用。或者大量动态反射生成的类不断被加载, 最终导致Perm区被占满。 Jdk1.6及之前: 有永久代, 常量池1.6在方法区 Jdk1.7: 有永久代,但已经逐步“去永久代”,常量池1.7在堆 Jdk1.8及之后: 无永久代,常量池1.8在元空间
方法区(Method Area),是各个线程共享的内存区域,它用于存储虚拟机加载的:
类信息+普通常量+静态常量+编译器编译后的代码
等等,虽然JVM规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分,但它却还有一个别名叫做Non-Heap(非堆),目的就是要和堆分开。
对于HotSpot虚拟机,很多开发者习惯将方法区称之为“永久代(Parmanent Gen)” ,但严格本质上说两者不同,或者说使用永久代来实现方法区而已,永久代是方 法区(相当于是一个接口interface)的一个实现,jdk1.7的版本中,已经将原本放在永久代的字符串常量池移走。
常量池(Constant Pool)是方法区的一部分,Class文件除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息就是常量池,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
JDK 1.8之后将最初的永久代取消了,由元空间取代