本文主要是介绍【JVM】JVM简介|运行流程|内存划分,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
目录
一、JVM简介
二、JVM运行流程
三、JVM运⾏时数据区(内存划分)
3.1 堆(线程共享)
3.2 栈
3.3 元数据区(方法区)(线程共享)
3.4 程序计数器(线程私有)
一、JVM简介
JVM是Java Virtua Machine的简称,意为Java虚拟机
虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件功能的、运⾏在⼀个完全隔离的环境中的完整计算机系统
常⻅的虚拟机:JVM、VMwave、Virtual Box
JVM和其他两个虚拟机的区别:
1. VMwave与VirtualBox是通过软件模拟物理CPU的指令集,物理系统中会有很多的寄存器;
2. JVM则是通过软件模拟Java字节码的指令集,JVM中只是主要保留了PC寄存器,其他的寄存器都进⾏了裁剪。
JVM是⼀台被定制过的现实当中不存在的计算机
二、JVM运行流程
程序在执⾏之前先要把java代码转换成字节码(class⽂件),JVM⾸先需要把字节码通过⼀定的⽅式类加载器(ClassLoader)把⽂件加载到内存中运⾏时数据区(Runtime Data Area),⽽字节码⽂件是JVM的⼀套指令集规范,并不能直接交个底层操作系统去执⾏,因此需要特定的命令解析器执⾏引擎(Execution Engine)将字节码翻译成底层系统指令再交由CPU去执⾏,⽽这个过程中需要调⽤其他语⾔的接⼝本地库接⼝(Native Interface)来实现整个程序的功能,这就是这4个主要组成部分的职责与功能
总结来看,JVM主要通过分为以下4个部分,来执⾏Java程序的,它们分别是:
1. 类加载器(ClassLoader)
2. 运⾏时数据区(Runtime Data Area)
3. 执⾏引擎(Execution Engine)
4. 本地库接⼝(Native Interface)
三、JVM运⾏时数据区(内存划分)
JVM运⾏时数据区域也叫内存布局,但需要注意的是它和Java内存模型((Java Memory Model,简称JMM)完全不同,属于完全不同的两个概念,它由以下5⼤部分组成:
3.1 堆(线程共享)
堆的作⽤:整个内存区域中最大的区域,放的就是代码中new出来的对象
我们常⻅的JVM参数设置-Xms10m最⼩启动内存是针对堆的,-Xmx10m最⼤运⾏内存也是针对堆的。
| ms是memory start简称,mx是memory max的简称
堆⾥⾯分为两个区域:新⽣代和⽼⽣代,新⽣代放新建的对象,当经过⼀定GC次数之后还存活的对象会放⼊⽼⽣代。新⽣代还有3个区域:⼀个Endn+两个Survivor(S0/S1)
垃圾回收的时候会将Endn中存活的对象放到⼀个未使⽤的Survivor中,并把当前的Endn和正在使⽤的Survivor清楚掉
3.2 栈
(1)Java虚拟机栈(线程私有)
Java虚拟机栈的作⽤:Java虚拟机栈的⽣命周期和线程相同,Java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(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。咱们常说的堆内存、栈内存中,栈内存指的就是虚拟机栈
Java虚拟机栈中包含了以下4部分:
1. 局部变量表:存放了编译器可知的各种基本数据类型(8⼤基本数据类型)、对象引⽤。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配,当进⼊⼀个⽅法时,这个⽅法需要在帧中分配多⼤的局部变量空间是完全确定的,在执⾏期间不会改变局部变量表⼤⼩。简单来说就是存放⽅法参数和局部变量。
2. 操作栈:每个⽅法会⽣成⼀个先进后出的操作栈。
3. 动态链接:指向运⾏时常量池的⽅法引⽤。
4. ⽅法返回地址:PC寄存器的地址
(2)本地⽅法栈(线程私有)
本地⽅法栈和虚拟机栈类似,只不过Java虚拟机栈是给JVM使⽤的,⽽本地⽅法栈是给本地⽅法使⽤的
什么是线程私有?
由于JVM的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执⾏时间的⽅式来实现,因此在任何⼀个确定的时刻,⼀个处理器(多核处理器则指的是⼀个内核)都只会执⾏⼀条线程中的指令。因此为了切换线程后能恢复到正确的执⾏位置,每条线程都需要独⽴的程序计数器,各条线程之间计数器互不影响,独⽴存储。我们就把类似这类区域称之为"线程私有"的内存
3.3 元数据区(方法区)(线程共享)
⽅法区的作⽤:⽤来存储“类对象”,即被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据的
class Test {...
}
Test.class就是类对象,代码中每个类,在jvm上运行都会有对应的类对象
运⾏时常量池
运⾏时常量池是⽅法区的⼀部分,存放字⾯量与符号引⽤
字⾯量:字符串(JDK8移动到堆中)、final常量、基本数据类型的值
符号引⽤:类和结构的完全限定名、字段的名称和描述符、⽅法的名称和描述符
3.4 程序计数器(线程私有)
程序计数器的作⽤:是内存区域中最小的区域,只需要保存当前要执行的下一条指令(JVM字节码)的地址(这个地址就是元数据区里面的一个地址)
⼩结
上述四个区域中,堆和元数据区,是整个进程只有一份,多个线程共享一份数据
栈和程序计数器,是每个线程都有一份,每个线程的局部变量,则不是共享的,每个线程都是有自己的一份
一个对象在哪个区域,取决于对应变量的形态
1)局部变量:栈上
2)成员变量:堆上
3)静态成员变量:方法区/元数据区
class Test { int a;Test2 t2 = new Test2();String s = "hello";static int b;
}public static void main() {Test t = new Test();}
判断:
(1)a在哪个区域?
(2)t2在哪个区域?
(3)s在哪个区域?
(4)b在哪个区域?
(5)t在哪个区域?
答:
(1)(2)a,t2都是Test的成员变量,都是在堆上的
(3)s也是Test的成员变量,也在堆上的,里面保存的值是一个指向元数据区的地址,“hello”子字符串的本体是在元数据区的
(4)static修饰,成了类属性,就会出现在类对象中,也就在元数据区
(5)t 保存了对象的首地址(堆上的地址),new Test()这个东西才是在堆上的,t是代码中的“局部变量”,所以是在栈上的(注意t不是对象,只是指向对象的引用)
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