jvm之虚拟机内存的各个区域（一）

全局图

jvm介绍

jvm位置：

jvm体系结构：

类加载器

类加载器负责加载class文件，class文件在文件开头有特定的文件标示，并且ClassLoader只负责class文件的加载，至于它是否可以运行，则由Execution Engine决定 Execution Engine执行引擎负责解释命令，提交操作系统执行

虚拟机自带的加载器： • 启动类加载器（Bootstrap）C • 扩展类加载器（Extension）Java • 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

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Method Area

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。

方法区存放内容：

• 类信息类的版本字段方法接口 • 静态变量 • 常量 • 类信息(构造方法/接口定义) • 运行时常量池

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

运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到常量池中

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(ParmanentGen)” ，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。

栈Stack

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。 栈区

栈存储内容： • 局部变量表:输入参数和输出参数以及方法内的变量类型；局部变量表在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法在帧中分配多少内存是固定的 • 栈操作（Operand Stack）:记录出栈、入栈的操作； • 动态链接 • 方法出口

栈溢出 StackOverflowError,OutOfMemory

图示在一个栈中有两个栈帧：栈帧 2是最先被调用的方法，先入栈，然后方法 2 又调用了方法1，栈帧 1处于栈顶的位置，栈帧 2 处于栈底，执行完毕后，依次弹出栈帧 1和栈帧 2，线程结束，栈释放。每执行一个方法都会产生一个栈帧，保存到栈( 后进先出) 的顶部，顶部栈就是当前的方法，该方法执行完毕后会自动将此栈帧出栈。

Native Interface：本地接口的作用是融合不同的编程语言为 Java 所用

Native Method Stack：它的具体做法是Native Method Stack中登记native方法，在Execution Engine 执行时加载本地方法库

堆Heap

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。

java 7

JDK 1.8之后将最初的永久代取消了，由元空间取代

堆栈方法区的关系

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

java堆中的对象分配布局和访问

对象分配

对象创建：

给对象分配内存：

• 指针碰撞 • 空间列表

解决线程安全性问题：

• 线程同步 • 本地线程分配缓冲(TLAB)

对象内存布局

对象的结构：

Header(对象头)
- 自身运行时数据（Mark Word）
  - 哈希值 GC分代年龄锁状态标志线程持有锁偏向线程ID 偏向时间戳
  - 类型指针
  - 数组长度（只有数组对象才有）
InstanceData 相同宽度的数据分配到一起（long,double）
Padding（对齐填充） 8个字节的整数倍

Hotspot 虚拟机对象头 Mark Word