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深度理解JVM-----運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域

tuantuan / 2040人閱讀

摘要：在之后，原來永久代的數(shù)據(jù)被分到了堆和元空間中。元空間存儲(chǔ)類的元信息，靜態(tài)變量和常量池等放入堆中。這樣能在一些場(chǎng)景中顯著提高性能，因?yàn)楸苊饬嗽诙褍?nèi)存和堆外內(nèi)存來回拷貝數(shù)據(jù)。

以下內(nèi)容部分轉(zhuǎn)載于： CS-Notes

程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）

記錄正在執(zhí)行的虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址（如果正在執(zhí)行的是本地方法則為空）。

ps：什么是本地方法？

本地方法是由其他語言（如C、C++ 或其他匯編語言）編寫，編譯成和處理器相關(guān)的代碼。本地方法保存在動(dòng)態(tài)連接庫中，格式是各個(gè)平臺(tái)專用的，運(yùn)行中的java程序調(diào)用本地方法時(shí)，虛擬機(jī)裝載包含這個(gè)本地方法的動(dòng)態(tài)庫，并調(diào)用這個(gè)方法。

學(xué)過計(jì)算機(jī)組成的同學(xué)將不難理解，通過計(jì)數(shù)器尋找到下一條指令

每一個(gè)線程都必須存在一個(gè)程序計(jì)數(shù)器，因?yàn)橐粋€(gè)處理器在同一時(shí)間只能處理一個(gè)線程（對(duì)于單核處理器，或者多核處理器的一個(gè)內(nèi)核）

通過程序計(jì)數(shù)器，來記錄每一個(gè)線程所執(zhí)行到的位置，方便線程直接的切換

Java虛擬機(jī)棧（Java Virtual Machine Stacks）

虛擬機(jī)棧也是每個(gè)線程私有的，它的生命周期與線程相同，虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型

包括：局部變量表，操作數(shù)棧，動(dòng)態(tài)鏈接，方法出口等信息

每一個(gè)方法的從執(zhí)行到完成，就代表著一個(gè)棧的在虛擬機(jī)棧中的入棧和出棧的過程

該區(qū)域可能拋出以下異常

StackOverflowError ：當(dāng)線程請(qǐng)求的棧深度超過最大值，如遞歸造成的方法多次調(diào)用

OutOfMemoryError ：棧進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展時(shí)如果無法申請(qǐng)到足夠內(nèi)存

本地方法棧（Native Method Stack）

本地方法（Native Method）： 由其他語言（如C、C++ 或其他匯編語言）編寫，編譯成和處理器相關(guān)的代碼。本地方法保存在動(dòng)態(tài)連接庫中，格

式是各個(gè)平臺(tái)專用的，運(yùn)行中的java程序調(diào)用本地方法時(shí)，虛擬機(jī)裝載包含這個(gè)本地方法的動(dòng)態(tài)庫，并調(diào)用這個(gè)方法。

具體用法和虛擬機(jī)棧類似，只不過它服務(wù)的對(duì)象為本地方法，在Sun公司的HotSpot虛擬機(jī)中，就將把本地方法棧和虛擬機(jī)棧合二為一

同樣會(huì)出現(xiàn) StackOverflowError 和 OutOfMemoryError 錯(cuò)誤

堆（Heap）

堆是一塊被Java所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，主要用于存放對(duì)象實(shí)例和數(shù)組

在堆中可以分為

新生代（Young Generation）

老年代（Old Generation）

我們常說的 GC（Garbage Collected Heap） 說的就是整理這一塊的內(nèi)存區(qū)域

堆的內(nèi)存區(qū)域不需要連續(xù)，可以動(dòng)態(tài)的增加內(nèi)存，增加失敗會(huì)拋出 OutOfMemoryError 異常。

可以通過 -Xms 和 -Xmx 這兩個(gè)虛擬機(jī)參數(shù)來指定一個(gè)程序的堆內(nèi)存大小，第一個(gè)參數(shù)設(shè)置初始值，第二個(gè)參數(shù)設(shè)置最大值。

java -Xms1M -Xmx2M HackTheJava
方法區(qū)（Method Area）

方法區(qū)和堆一樣，也誰被所有線程共享的內(nèi)存區(qū)域，用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類，常量，靜態(tài)變量，即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)

有一個(gè)別名 Non-Heap(非堆)，在HotSpot虛擬機(jī)上人們習(xí)慣稱之為 永久代（Permanent Generation）

方法區(qū)為JVM的一個(gè)規(guī)范，定義為存放某些數(shù)據(jù)，在不同的虛擬機(jī)中存在著不同的實(shí)現(xiàn)

因?yàn)樵?strong>HotSpot虛擬機(jī)上，也存在這方法區(qū)的垃圾回收，所以稱為永久代。

在永久代中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生對(duì)永久代的回收不完全導(dǎo)致內(nèi)存泄漏爆出OutOfMemoryError的錯(cuò)誤

為了更容易管理方法區(qū)，在JDK8中，廢棄了永久代，改用元空間代替

把方法區(qū)移至到元空間中，元空間存儲(chǔ)于本地內(nèi)存中，而不是在JVM虛擬機(jī)中

方法區(qū)是一個(gè) JVM 規(guī)范，永久代與元空間都是其一種實(shí)現(xiàn)方式。

在 JDK 1.8 之后，原來永久代的數(shù)據(jù)被分到了堆和元空間中。元空間存儲(chǔ)類的元信息，靜態(tài)變量和常量池等放入堆中。

運(yùn)行時(shí)的常量池（Runtime Constant Pool）

運(yùn)行時(shí)的常量池是方法區(qū)的一部分，用于存放編譯期產(chǎn)生的各種字面量和符號(hào)引用

這部分內(nèi)容將在類加載后進(jìn)去方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池存放

除了在編譯期生成的常量，還允許動(dòng)態(tài)生成，例如 String 類的 intern()。

直接內(nèi)存（Direct Memory）

直接內(nèi)存并不是虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，也不是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域

但是這個(gè)區(qū)域的內(nèi)存被頻繁使用，任然會(huì)造成OutOfMemoryError的異常

在 JDK 1.4 中新引入了 NIO 類，它可以使用 Native 函數(shù)庫直接分配堆外內(nèi)存，然后通過 Java 堆里的 DirectByteBuffer 對(duì)象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作。

這樣能在一些場(chǎng)景中顯著提高性能，因?yàn)楸苊饬嗽诙褍?nèi)存和堆外內(nèi)存來回拷貝數(shù)據(jù)。

PS： 直接內(nèi)存不受Java堆大小的限制，但是既然是內(nèi)存肯定還是會(huì)受本機(jī)總內(nèi)存的影響

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