JVM的内存区域

JVM的内存区域

doMore 740 2020-01-08

在 jvm 的内存划分中,有部分区域是线程私有的,有部分是属于整个jvm进程;有些区域会抛出OOM异常,有些则不会,了解JVM的内存区域划分以及特性,是定位线上内存问题的基础。那么jvm的内存区域是怎么划分的呢?

首先 ,是程序计数器(Program Counter Register),在jvm规范中,每个线程都有自己的程序计数器。这是一块比较小的内存空间,存储当前线程正在执行的java方法的jvm指令,也就是字节码行号。如果正在执行Native方法,则这个计数器为空。该内存区域是唯一一个在java虚拟机规范中没有任何OOM情况的区域。


第二,java虚拟机栈(java virtual machine stack),同样也是属于线程私有区域,每个线程在创建的时候都会创建一个虚拟机栈,声明周期与线程一致,线程退出时,线程的虚拟机栈也会被回收。虚拟机栈内部保持一个个的栈帧。每次方法调用都会进行压栈,jvm对栈帧的操作只有出栈和压栈两种,方法调用结束时会进行出栈操作。
该区域存储着局部变量表,编译时期可知的各种基本类型数据、对象引用、方法出口等信息。


第三,本地方法栈(Native method stack)与虚拟机栈类似,本地方法栈是在调用本地方法时使用的栈,每个线程都有一个本地方法栈。


第四,堆(heap),几乎所有创建的java对象实例,都是直接分配在堆中。堆被所有的线程锁共享,在堆上的区域,会被垃圾回收器做进一步的划分,例如新生代,老年代等的划分。java虚拟机在启动的时候,可以使用参数指定堆区域大小。


第五,方法区(Method Area)。方法区和堆一样,也是所有线程共享,存储的是被虚拟机加载的元(Meta)数据,包括类信息、常量、静态变量、即时编译器编译之后的代码等数据。运行时常量池也是在方法区中。
根据Java虚拟机规范的规定,当方法区无法满足内存分配需求时,将抛出OutOfMemoryError异常。


第六,运行时常量池(Run-time constant pool),这也是方法区的一部分,受到方法区内存的限制,当常量池无法在申请到内存时。也会抛出OutOfMemoryError异常。
在class文件中,除了有类的版本、方法、字段、接口等描述信息外,还有一线个信息是常量池。每个Class文件的头四个字节成为Magic Number,作用是确定这是否是一个可以被虚拟机接受的文件,接着四个字节存储的是Class文件的版本号。紧挨着版本号之后的就是常量池的入口了。常量池主要存放两大类常量:

  • 字面量(Literal),如文本字符串、final常量值。
  • 符号引用,存放了与编译相关的一些常量,因为Java不想C++那样有连接过程,因此字段方法这些符号引用在运行期就需要进行转换,一遍得到真正的内存入口地址。
    class文件中的常量池。也称为静态常量池,JVM虚拟机完成类装载操作之后,会把静态常量池加载到内存中,存放在运行时常量池。

第七 ,直接内存(Direct Memory),直接内存并不属于java规范规定的属于java运行时数据区的一部分。java的NIO可以使用Native方法直接在java堆外分配内存,使用DirectByteBuffer对象作为这个堆外内存的引用。

参考文件:https://mp.weixin.qq.com/s/Q74Y91QrXYMXzlHPs68P_A