深入理解JVM虚拟机--读书笔记（第二章）

java虚拟机运行时的数据区一共有五个：方法区，堆，虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器。

(1)程序计数器

是一块较小的内存区域，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器，每个独立的线程都有一个程序计数器，互不影响，也称为线程的“私有内存”，且是虚拟机中不会发生OutOfMemoryError的区域

(2)java虚拟机栈

是线程私有的，生命周期和线程相同。

每个方法在执行时都会创建一个栈帧，用于存储局部变量表（八大数据类型，对象引用。其中double和long占据两个空间），操作数栈，动态链接，方法出口等。

若线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，则抛出StackOverflowError的错误。

局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型、对象引用和returnAddress类型；其所需的内存空间在编辑期完成分配，不会再运行期改变；

可能存在两种异常：StackOverflowError和OutOfMemoryError；

(3)本地方法栈

本地方法栈则为虚拟机使用到的native方法服务。

(4)java 堆

是java虚拟机所管理内存中最大的一块，是被所有线程共享的一块内存，在虚拟机启动时创建。

此堆的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这分配。

java堆是垃圾收集器管理的主要区域，也称为”GC堆“，堆可细分为新生代和老生代。

(5)方法区

是各个线程共享的内存区域。

用于存储已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译后的代码等数据。也成为永久代，在这区上面很少发生垃圾回收。

(6)运行时常量池

是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

(7)直接内存

直接内存是被频繁使用的内存区域，可能导致outOfMemoryError等错误。

对象的创建

(1)首先检查这个指令参数是否在常量池中定位到一个符号引用，检查是否已被加载，解析及初始化

(2)接下来虚拟机为新生代对象分配内存，常用方法有：“指针碰撞”和“空闲列表”两种方法

(3)虚拟机对对象进行必要的设置，并存储在对象头中，自此初始化完成。

对象的内存布局可以分为三个区域：对象头，实例数据和对齐填充

(1)对象头：一部分用于存储对象自身运行时的数据，一部分是类型指针，即对象指向它的类元素数据的指针，用于确定这个对象是哪个类的实例。

(2)实例数据：表示对象真正存储的有效信息，在分配策略中，相同宽度的字段总是被分配到一起。

对象的访问定位需要依赖栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。主流的访问方法：使用句柄和直接指针两种。

• 栈上的reference类型在虚拟机规范中只规定了一个指向对象的引用，并没有定义这个引用应该通过何种方式去定位、访问堆栈对象的具体位置，目前主流的方式方式有句柄和直接直接两种。
• 通过句柄：Java堆中划出一块内存作为句柄池，reference中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息。其最大好处就是reference存储的是稳定的句柄地址，在对象被移到（垃圾收集时移到）只改变实例数据指针，而reference不需要修改；

• 通过直接指针：Java堆对象的布局中必须考虑如果放置访问类型数据的相关信息，而reference中存在的直接就是对象地址。其最大好处在于速度更快，节省了一次指针定位的时机开销。HotSpot采用该方式进行对象访问，但其他语言和框架采用句柄的也非常常见。