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JVM内存区域
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JVM内存区域

JVM内存区域与内存溢出异常

Java把对内存的控制权力交给Java虚拟机控制。

运行时数据区

主要包括有

方法区

堆:

 方法区和堆区对于每一个线程来说都是共享的

虚拟机栈:

本地方法栈:

程序计数器:

 虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器 每个线程独享的每一个线程都用有属于自己的虚拟机栈,本地方法栈,程序计数器

程序计数器

程序计数器(Program Counter Register )又叫PC寄存器:

占有一个较小的内存空间,它可以看作当前线程所执行的行号计数器,字节码解释器工作是通过改变PC计数器的值来选取下一步需要执行的字节码指令,它是程序控制的指示器,分支,循环,跳跃,异常处理,线程恢复等基础功能都需要 以来这个计数器完成。但是当发生未处理的异常时PC寄存器不会记录当前的行号值

由于Java虚拟机的多线程是通过线程抢夺CPU时间片轮流切换执行,分配处理器执行时间的方式来实现的,在任何一个确定的时刻,一个处理器(多核处理器的一个内核)都只会执行一条线程中的指令。因此,为线程切换后能恢复到正确位置,每个线程都是需要有一个独立的程序计数器,各线程之间计数器互不影响,独立储存,该区域称为“线程私有”的内存。

执行的是Java程序则程序计数器执行的是虚拟机字节码指令的地址,如果为本地方法,则计数器值为空(Undefined),此方法是唯一不会规定任何的OutOfMemoryError情况的区域

Java虚拟机栈

Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack)也是线程私有的,它的生命周期与线程相同。虚拟机描述的是Java方法执行的线程内存模型:每个方法被执行的时候,JAVA虚拟机会同步创建一个栈帧(Stack Frame)用于储存局部变量表,操作数栈,动态连接,方法出口等信息。每个方法被调用直至执行完毕的过程,对应就是一个栈桢在虚拟机中从入栈到出战的过程。

局部变量表储存编译器可知的各种Java虚拟机基本数据类型(boolean,byte,char,short,int,float,long,double),对象引用(reference类型,它并不等同于对象本身,可能是一个指向对象起始地址的引用指针,也可能是指向一个代表对象的句柄挥着是于此对象相关的位置)和 returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)

这些数据类型在局部变量表中的存储空间以局部变量槽(Slot)来表示,其中64位长度的long和double类型的数据会占用两个变量槽,其余的数据类型只占用一个。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,这个方法需要在栈帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的,在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。“大小”是指变量槽的数量,虚拟机真正使用多大的内存空间(譬如按照1个变量槽占用32个比特、64个比特,或者更多)来实现一个变量槽,这是完全由具体的虚拟机实现自行决定的事情。HostSpot虚拟机的栈容量是不可以动态扩展的,因为不可以扩展所以一旦线程申请栈空间成功就不会出现OOM异常(OuyOfMemoryError),但是如果申请是失败仍会发生OOM异常.

 《Java虚拟机规范》中对,该内存区域规定了两类异常:如果线程申请的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverFlowError异常;如果Java虚拟机栈容量可以动态扩展,当栈扩展是无法申请足够多的内存是仍会抛出OOM异常

本地方法栈

本地方法栈(Native Method Stacks)与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的,其区别只是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地(Native)方法服务。

对于本地方法栈的语言,实现方法,与数据结构来说没有强行规定,具体由虚拟机根据需求自由实现,随着语言的发展有些Java虚拟机(Hot-Spot虚拟机)直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一,与虚拟机栈相同,本地方法栈也会出现栈深度溢出或栈扩展失败抛出的错误。

Java堆

Java堆是虚拟机管理的内存中最大的一块,Java堆是所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一作用就是存放对象实例,Java世界中“几乎”所有对象都在这里分配对象。随这即时编译技术的进步,逃逸分析技术的强大,栈上分配,标量替换优化手段导致一些变化,使得Java对象实例储存位置发生改变。

Java堆是垃圾收集器管理的内存区域,因此一些资料也称为“GC堆”(Garbage Collected Heap),从回收内存的角度,由于现代垃圾收集器大部分都是基于分代收集理论设计的,所以Java堆出现了“新生代”,“老年代”,“永久代”(JDK8后称为元空间 该区域不属于Java堆空间),[“Eden空间”,“From Survivor空间”,“To Survivor空间”]<--新生代

如果从分配内存的角度看,所有线程共享的Java堆中可以划分出多个线程私有的分配缓冲区(Thread Local AllocationBuffer,TLAB),以提升对象分配时的效率。不过无论从什么角度,无论如何划分,都**不会改变Java堆中存储内容的共性,**无论是哪个区域,存储的都只能是对象的实例,将Java堆细分的目的只是为了更好地回收内存,或者更快地分配内存

Java堆既可以被实现成固定大小的,也可以是可扩展的,不过当前主流的Java虚拟机都是按照可扩展来实现的(通过参数-Xmx和-Xms设定)。如果在Java堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法再扩展时,Java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常。

方法区

字节码 ,在类装载器子系统中转变为方法区可以识别

其中在运行时数据区

方法区和堆区是全部线程共享的

程序计数器,虚拟机栈(即Java栈),本地方法栈每一个线程单独拥有


标题: JVM内存区域
作者:三季人
地址:https://sanjiren123.ltd/articles/2021/11/21/1637477482579.html
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