一文详解JVM的内存结构

目录

前言

内存结构

 程序计数器

虚拟机栈

 本地方法栈

 堆内存

方法区

 内部组成

---

前言

• Java的JVM解决的问题是跨操作系统问题。程序员只需要专注于代码的编写，这些代码能够在不同的操作系统Mac，Linux和Windows运行的前提是JVM。
• JVM还提供了垃圾回收机制，这是一个围城，外面的人想进来，里面的人想出去。

内存结构

JVM的内存结构主要分为5部分，程序计数器，虚拟机栈，本地方法栈，堆和方法区。

• 其中虚拟机栈、程序计数器和本地方法栈是线程安全的即线程私有。
• 方法区和堆是线程不安全区域，也是变量或者引用类型存放的地方，也是垃圾回收主要面对的区域。

 如下图所示，我们可以看到JVM的全貌

 程序计数器

• 作用，是记住下一条jvm指令的执行地址
• 特点
  • 是线程私有的
  • 不会存在内存溢出

当线程发生上下文切换时候，这时候，程序还想顺序执行，程序计数器就发挥了重大作用。

虚拟机栈

特点 

• 每个线程运行时所需要的内存，称为虚拟机栈
• 每个栈由多个栈帧（Frame）组成，对应着每次方法调用时所占用的内存
• 每个线程当前时刻只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法
• -Xss 为jvm启动的每个线程分配的内存大小，默认JDK1.4中是256K，JDK1.5+中是1M

主要组成部分：

        局部变量表、操作数栈。动态连接和方法出口。

        其中动态连接是将符号引用转换成直接引用。

 

1. 从其特点可以看出，虚拟机栈是线程私有的。因为每个线程都有一个虚拟机栈。每个虚拟机栈也会消耗一定内存。因此如果线程数过多会发生内存溢出问题。
2. 每个方法对应一个栈帧，当我们递归调用写成无线调用时，就会发生栈溢出问题。
3. 每个栈帧对应每个方法，每个方法中又存在局部变量，这些局部变量是否线程安全？
   • 当局部变量的作用域仅在这个方法中，那么它是线程安全的。
   • 如果局部变量引用了对象，并逃离了方法的作用范围，那么它是线程不安全的

 本地方法栈

本地方法栈和虚拟机栈发挥的作用是非常相似的，

• 它们之间的区别不过在于虚拟机栈为虚拟机执行执行Java方法；
• 本地方法栈为虚拟机执行的是Native方法服务。

 堆内存

特点

• 通过 new 关键字，创建对象都会使用堆内存
• 它是线程共享的，堆中对象都需要考虑线程安全的问题
• 有垃圾回收机制
• 通过Xms和-Xms控制堆的大小
  • -Xms：为jvm启动时分配的内存
  • Xmx：为jvm运行过程中分配的最大内存，比如-Xms500m，表示jvm进程最多只能够占用500M内存

当年轻代放满的时候，会发生minor gc

堆内存诊断

1. jps 工具

• 查看当前系统中有哪些 java 进程

2. jmap 工具

• 查看堆内存占用情况 jmap - heap 进程id

3. jconsole 工具

• 图形界面的，多功能的监测工具，可以连续监测

方法区

 内部组成

以1.8为例，方法区是JVM内存的一个概念，它具体使用元空间实现的。

 运行时常量池

• 常量池，就是一张表是Class文件中一部分，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量等信息
• 常量池是 *.class 文件中的，当该类被加载，它的常量池信息就会放入运行时常量池，并把里面的符号地址变为真实地址

方法区：

        常量+静态变量+类元信息(final,static和类信息)

了解了JVM的内存结构可以关注一下对象是如何创建的

JVM—对象的创建_兜兜转转m的博客-CSDN博客