Java内存管理——内存分配

Java中，它的内存管理包括两方面：内存分配（创建Java对象的时候）和内存回收，这两方面工作都是由JVM自动完成的。本文介绍Java内存分配，下回介绍内存回收。

Java虚拟机：

Java虚拟机是整个 Java平台的基石，是让Java语言能够实现和硬件无关、操作系统无关的关键部分，是 Java语言生成出极小体积的编译代码的运行平台，是保障用户机器免于恶意代码损害的保护屏障。

Java虚拟机可以看作是一台抽象的计算机。如同真实的计算机那样，它有自己的指令集以及各种运行时内存区域。使用虚拟机来实现一门程序设计语言有许多合理的理由，业界中流传最为久远的虚拟机可能是 UCSD Pascal的 P-Code虚拟机。

Java虚拟机与 Java语言并没有必然的联系，它只与特定的二进制文件格式——Class文件格式所关联，Class文件中包含了 Java虚拟机指令集（或者称为字节码、Bytecodes）和符号表，还有一些其他辅助信息。

基于安全方面的考虑，Java虚拟机要求在 Class文件中使用了许多强制性的语法和结构化约束，但任一门功能性语言都可以表示为一个能被 Java虚拟机接收的有效的 Class文件。作为一个通用的、机器无关的执行平台，任何其他语言的实现者都可以将 Java虚拟机作为他们语言的产品交付媒介。

Java内存分配：

Java内存区域分为6块：

 

（1）Java堆：

由new方式创建的对象，分配到堆内存中。

堆内存又分为：新生代(Young)、老年代(Old)、永久代(Permanent)。

新生代又分为1个Eden区和2个Survivor区（From和To）。Eden空间不足的时候，会把存活的对象转移到Survivor中，新生代大小可以由-Xmn来控制，也可以用-XX:SurvivorRatio来控制Eden和Survivor的比例。

在 Java虚拟机中，堆（Heap）是可供各条线程共享的运行时内存区域，也是供所有类实例和数组对象分配内存的区域。Java堆在虚拟机启动的时候就被创建，它存储了被自动内存管理系统（Automatic Storage Management System，也即是常说的“GarbageCollector（垃圾收集器）”）所管理的各种对象，这些受管理的对象无需，也无法显式地被销毁。

（2）方法区：

存放了要加载的类信息、static变量、final常量、属性和方法信息。

JVM用永久代（PermanentGeneration）来存放方法区，可通过-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize来指定最小值和最大值。

方法区在虚拟机启动的时候被创建，虽然方法区是堆的逻辑组成部分，但是简单的虚拟机实现可以选择在这个区域不实现垃圾收集。它存储了每一个类的结构信息，例如运行时常量池（Runtime Constant Pool）、字段和方法数据、构造函数和普通方法的字节码内容、还包括一些在类、实例、接口初始化时用到的特殊方法。

 

（3）运行时常量池：

用于存储类或接口中的常量。位于方法区。

每一个运行时常量池都分配在Java虚拟机的方法区之中，在类和接口被加载到虚拟机后，对应的运行时常量池就被创建出来。

 

（4）Java虚拟机栈：

每一条 Java虚拟机线程都有自己私有的 Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack），这个栈与线程同时创建，用于存储栈帧（StackFrame）。Java虚拟机栈的作用与传统语言（例如 C语言）中的栈非常类似，就是用于存储局部变量与一些过程结果的地方。

每个线程执行每个方法的时候都会在栈中申请一个栈帧，每个栈帧包括局部变量区和操作数栈，用于存放此次方法调用过程中的临时变量、参数和中间结果。当方法被调用时，栈帧在JVM栈中入栈，当方法执行完成时，栈帧出栈。

 

（5）本地方法栈：

用于支持native方法的执行，存储了每个native方法调用的状态。

（6）PC寄存器

PC（ProgramCounter程序计数器）

任意时刻，一个线程只会执行一个方法的代码，这个方法称为当前方法（Current Method）。如果该方法不是Native的，PC寄存器就保存JVM正在执行的字节码命令的地址。可以理解为当前线程所执行的字节码执行到了第几行，即当前线程的行号指示器。字节码解释器在工作时，会通过改变这个计数器的值来取下一条语句指令。

每个程序计数器只用来记录一个线程的行号，所以它是线程私有（一个线程就有一个程序计数器）的。

如果该方法是Native的，那PC寄存器的值是Undefined。

参考：

《Java虚拟机规范（Java SE 7版）》

http://www.importnew.com/15671.html

http://www.cnblogs.com/zhguang/p/3257367.html#distribution