java虚拟机学习笔记一

运行时数据区

java虚拟机在执行java程序时会将管理的内存分为不同的区域，根据jvm规范一共分为5个区域，如下图。

• 程序计数器

  1. 线程私有的，生命周期与线程一致
  2. 独立存储，互相隔离
  3. 存储的字节码指令的地址，字节码解释器通过程序计数器来选取下一个需要执行的指令
  4. 不会有OutOfMemoryError异常的情况

• java虚拟机栈

  1. 线程私有的，生命周期与线程一致
  2. 独立存储，互相隔离
  3. 每一个方法被调用到完成的过程就是栈帧在java虚拟机栈中入栈到出栈的过程
  4. 存储编译期可知的局部变量表（基本数据类型，对象引用reference和returnAddress类型），操作栈，动态链接，方法出口等信息
  5. 超出栈深度StackOverflowError，栈动态扩展无法申请内存空间OutOfMemoryError

• 本地方法栈
  本地方法栈与java虚拟机栈很相似，其区别不过是本地方法栈是为Native方法服务的。

• 堆

  1. 线程共享区域
  2. 虚拟机启动是创建
  3. 存放对象实例
  4. 可细分为新生代和老年代，在细致一点可以分为Eden空间，From Survivor空间，To Survivor空间等。
  5. 堆内存可以是物理上不连续的内存空间，只要逻辑上是连续的即可。可以通过-Xmx和-Xms控制堆大小。
  6. 如果堆内没有内存来分配对象实例，并且再也无法扩展时，抛出OutOfMemoryError
• 方法区
  
  1. 线程共享
  2. 存储已被虚拟机加载的Class信息，如类名，访问修饰符，常量池，字段描述，方法描述等。
  3. 堆内存可以是物理上不连续的内存空间，只要逻辑上是连续的即可。
  4. 抛出OutOfMemoryError
  5. 可通过-XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize 来限制方法区的大小。

直接内存

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是java虚拟机所定义的。
在jdk1.4新加入的NIO类，引入了一种基于通道（channel）与缓存区（buffer）的I/O方式，它可以直接使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在java堆里的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用操作。这样能在一些场景显著提高性能，因为避免了在java堆和Native堆中来回复制数据。虽然这块内存不是虚拟机直接管理，但如果超过了本机物理内存的大小也会抛出OutOfMemoryError。

对象访问

在java虚拟机中，Object obj = new Object()这段代码在创建对象的时候是如何分配内存的呢？“Object obj”这部分语句定义将会反映到java虚拟机栈的局部变量表中，作为一个reference类型数据出现。而“new Object()”这部分语句定义将会反映到java堆中，形成一块存储了Object类型的所有实例数据值的结构化内存。另外，在java堆中还必须包含能查找到此对象类型数据（如对象类型，父类，实现的接口，方法等）的地址信息，这些类型数据则存储在方法区中。