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資訊專欄INFORMATION COLUMN

對于JVM，你就只知道堆和棧嗎？

王笑朝 / 3359人閱讀

摘要：下面的截圖內容來自從規(guī)范我們可以看到，規(guī)范要求的運行時數(shù)據區(qū)域有程序計數(shù)器虛擬機棧堆方法區(qū)本地方法棧運行時常量池這及部分。查了一下，還是沒有查到官方對于運行時數(shù)據區(qū)域的說明，但是許多博客都指出將字符串常量池移動到了堆中。

不少java程序員一提JVM運行時數(shù)據區(qū)域，就會說堆和棧，當然也有java程序員給出方法區(qū)、虛擬機棧、本地方法棧、堆、程序計數(shù)器這個答案，但是還有人給出永久代、虛擬機棧、本地方法棧、堆、程序計數(shù)器這個答案。那么究竟哪種答案是正確的呢?

首先我們介紹兩個概念，這對于我們回答上面的問題來說是必不可少的。
1.虛擬機: 簡單的說虛擬機是一種抽象的計算機。
2.Java虛擬機規(guī)范: 虛擬機規(guī)范是一種對Java虛擬機的約束，Java虛擬機負責對虛擬機規(guī)范進行實現(xiàn)。
我們平常所說JAVA虛擬機一般是指的一種具體的JAVA虛擬機規(guī)范的實現(xiàn)，比如說HotSpot。當然市面上還有其他的Java虛擬機。
下面的截圖內容來自https://docs.oracle.com/javas...

從JVM6規(guī)范,我們可以看到，規(guī)范要求的運行時數(shù)據區(qū)域有: PC Register(程序計數(shù)器)、Java Virtual Machine Stacks(java 虛擬機棧)、Heap(堆)、Method Area(方法區(qū))、Native Method Stacks(本地方法棧)、Runtime Constant Pool(運行時常量池這及部分)。
注意標紅部分,我們可以看到運行時常量池位于方法區(qū)內。
根據規(guī)范我們可以大概的畫出JVM運行實數(shù)據區(qū)域(執(zhí)行引擎、本地庫接口在后面的文章中會進行詳細介紹)。

在認真的看完JVM6、7、8的運行時數(shù)據區(qū)域規(guī)范之后，JVM6、7、8關于對運行時的數(shù)據區(qū)域要求一點變化都沒有，還是程序計數(shù)器、Java虛擬棧、堆、方法區(qū)、本地方法棧、運行時常量池這幾個部分。
那永久代是方法區(qū)的別名咯，準確的說是方法區(qū)的實現(xiàn)。規(guī)范是這么要求的，但是虛擬機會對這些區(qū)域進行調整，或者說是調整對JVM規(guī)范的實現(xiàn)。
查找了很多資料以后，還是沒有找到官方對于永久代的描述(有找到官方文檔關于永久代(Permanent Generation)的描述的，請聯(lián)系我)。綜合了很多博客和一些資料之后,我們可以做出如下判斷，永久代是HotSpot虛擬機特有的概念，HotSpot團隊使用永久代來實現(xiàn)JVM規(guī)范中的方法區(qū)。對于其他虛擬機來說是不存在永久代這個概念的。jdk8移除了永久代，關于這點我們將在后文進行詳細的介紹。
那么為什么稱方法區(qū)為永久代呢？
這跟GC分代收集有一定的關系，內存回收發(fā)生在方法區(qū)和堆中。
我們使用-XX:+PrintGCDetails參數(shù),在IDEA中查看堆中的信息。

注意到PSYoungGen和ParOldGen這兩個單詞，從控制臺的信息我們可以看出堆中的區(qū)域劃分
PSYoungGen

eden space
from space
to    space

ParOldGen
PS和Par代表垃圾回收器
也就是說堆里面又可以再分為年輕代、老年代，堆是垃圾回收機制的重點區(qū)域，將方法區(qū)也納入垃圾回收范圍，與年輕代、老年代相對，稱方法區(qū)為永久代。
這就是永久代的來歷。
接下來介紹一下JVM1.7和1.6的不同。
在介紹JVM1.6和1.7的區(qū)別之前，我們先介紹String類的intern()方法
字符串在調用該方法的時候，如果字符串常量池里面還沒有該字符串，則將該字符串添加進字符串常量池中。
查了一下，還是沒有查到HotSpot官方對于運行時數(shù)據區(qū)域的說明，但是許多博客都指出jdk1.7將字符串常量池移動到了堆中。
以下是分別在1.6、1.8的測試例子

1.6結果: false
1.7以上的結果:true
我們來解釋一下原因，1.6中字符串常量池放在永久代中和堆是隔離的。
我們來畫個圖來解釋一下，
1.6

1.7的虛擬機做了調整，常量池中不需要在存儲一份對象了，可以存儲堆中的引用，更為靈活。
1.7及以上的圖

請看下一張圖。
jdk版本在1.8。MetaSpace是什么鬼?

Jdk1.8移除了永久代或者說用MetaSpace去實現(xiàn)虛擬機規(guī)范中的方法區(qū)。
詳見：JEP 122: Remove the Permanent Generation
我查了很多資料，還是沒有找到官方對MetaSpace的解釋和描述，到是在深入探究 JVM | 探秘 Metaspace這篇博客中看到了MetaSpace的相關描述。

In JDK 8, classes metadata is now stored in the native heap and this space is called Metaspace.

字符串常量池仍然在堆中，方法區(qū)移動至MetaSpace中
那么如果有人問你JVM運行時區(qū)域由幾部分組成，那么應該如何回答呢？
我認為答案可以是這樣的：JVM規(guī)范中的要求JVM運行時區(qū)域有以下及部分：

方法區(qū)

java虛擬機棧

本地方法棧

堆

程序計數(shù)器

運行時常量池(位于方法區(qū)中)

但是不同的虛擬機對規(guī)范有著不同的實現(xiàn)，HotSpot1.6對方法區(qū)的實現(xiàn)叫永久代，1.7將字符串常量池移動到了堆中，1.8移除了永久代改用元數(shù)據區(qū)實現(xiàn)方法區(qū)，字符串常量池仍然在堆中。

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