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Java性能優(yōu)化之JVM內(nèi)存模型

SQC / 1862人閱讀

摘要：內(nèi)存模型首先介紹下程序具體執(zhí)行的過(guò)程源代碼文件后綴會(huì)被編譯器編譯為字節(jié)碼文件后綴由中的類(lèi)加載器加載各個(gè)類(lèi)的字節(jié)碼文件，加載完畢之后，交由執(zhí)行引擎執(zhí)行在整個(gè)程序執(zhí)行過(guò)程中，會(huì)用一段空間來(lái)存儲(chǔ)程序執(zhí)行期間需要用到的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，這段空間一般被

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JVM內(nèi)存模型

首先介紹下Java程序具體執(zhí)行的過(guò)程:

Java源代碼文件(.java后綴)會(huì)被Java編譯器編譯為字節(jié)碼文件(.class后綴)；

由JVM中的類(lèi)加載器加載各個(gè)類(lèi)的字節(jié)碼文件，加載完畢之后，交由JVM執(zhí)行引擎執(zhí)行

在整個(gè)程序執(zhí)行過(guò)程中，JVM會(huì)用==一段空間==來(lái)存儲(chǔ)程序執(zhí)行期間需要用到的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，這段空間一般被稱(chēng)作為==Runtime Data Area（運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)）==，也就是我們常說(shuō)的JVM內(nèi)存；

因此，在Java中我們常常說(shuō)到的內(nèi)存管理就是針對(duì)這段空間進(jìn)行管理（如何分配和回收內(nèi)存空間）

JVM的內(nèi)存劃分和各區(qū)域職責(zé)

程序計(jì)數(shù)器：程序計(jì)數(shù)器是指CPU中的寄存器，它保存的是==程序當(dāng)前執(zhí)行的指令的地址==（也可以說(shuō)保存下一條指令的所在存儲(chǔ)單元的地址），當(dāng)CPU需要執(zhí)行指令時(shí)，需要從程序計(jì)數(shù)器中得到當(dāng)前需要執(zhí)行的指令所在存儲(chǔ)單元的地址，然后根據(jù)得到的地址獲取到指令，在得到指令之后，程序計(jì)數(shù)器便自動(dòng)加1或者根據(jù)轉(zhuǎn)移指針得到下一條指令的地址，如此循環(huán)，直至執(zhí)行完所有的指令；

注：JVM中的程序計(jì)數(shù)器并不像匯編語(yǔ)言中的程序計(jì)數(shù)器一樣是物理概念上的CPU寄存器，但是邏輯作用上是等同的，在JVM中多線程是通過(guò)線程輪流切換來(lái)獲得CPU執(zhí)行時(shí)間的，在任一具體時(shí)刻，一個(gè)CPU的內(nèi)核只會(huì)執(zhí)行一條線程中的指令，為了能夠使得每個(gè)線程都在線程切換后能夠恢復(fù)在切換之前的程序執(zhí)行位置，每個(gè)線程都需要有自己獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器，并且不能互相被干擾，否則就會(huì)影響到程序的正常執(zhí)行次序。==因此，可以這么說(shuō)，程序計(jì)數(shù)器是每個(gè)線程所私有的==

Java棧：Java棧是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，Java棧中存放的是一個(gè)個(gè)的棧幀，每個(gè)棧幀（包括：局部變量表、操作數(shù)棧、運(yùn)行時(shí)常量池（在下文中提到的方法區(qū)內(nèi)）的引用、方法返回地址和一些額外的附加信息）對(duì)應(yīng)一個(gè)被調(diào)用的方法，當(dāng)線程執(zhí)行一個(gè)方法時(shí)，就會(huì)隨之創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)的棧幀，并將建立的棧幀壓棧。當(dāng)方法執(zhí)行完畢之后，便會(huì)將棧幀出棧；

注：由于每個(gè)線程正在執(zhí)行的方法可能不同，因此每個(gè)線程都會(huì)有一個(gè)自己的Java棧，互不干擾

本地方法棧：Java棧是為執(zhí)行Java方法服務(wù)的，而本地方法棧則是為執(zhí)行本地方法（Native Method）服務(wù)的；

堆：Java中的堆是用來(lái)存儲(chǔ)對(duì)象本身的以及數(shù)組；

方法區(qū)：它與堆一樣，是被線程共享的區(qū)域，存儲(chǔ)了每個(gè)類(lèi)的信息（包括類(lèi)的名稱(chēng)、方法信息、字段信息）、靜態(tài)變量、常量以及編譯器編譯后的代碼等。

注：在方法區(qū)中有一個(gè)非常重要的部分就是運(yùn)行時(shí)常量池，它是每一個(gè)類(lèi)或接口的常量池的運(yùn)行時(shí)表示形式，在類(lèi)和接口被加載到JVM后，對(duì)應(yīng)的運(yùn)行時(shí)常量池就被創(chuàng)建出來(lái)。當(dāng)然并非Class文件常量池中的內(nèi)容才能進(jìn)入運(yùn)行時(shí)常量池，在運(yùn)行期間也可將新的常量放入運(yùn)行時(shí)常量池中，比如String的intern方法。

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