java虚拟机随手笔记（1）内存分配

java内存运行时数据区域及其含义

1.程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。  

2.与程序计数器一样，Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。 虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame[1]）用于存储局部变量表、 操作数栈、 动态链接、 方法出口等信息。 每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、 对象引用（reference类型，它不等同于对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。 局部变量表所需要的内存空间在编译期间完成。如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，那么将抛出StackOberFlowError异常，如果虚拟机在拓展栈是无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常。

3.本地方法栈（Native Method Stack）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。 

4.堆：在虚拟机启动时创建，此内存区域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里分配内存。 同时也是垃圾收集器管理的主要区域，又被称为GC堆（Garbage Collected Heap）

5.方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、 常量、 静态变量、 即时编译器编译后的代码等数据。

6.运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、 字段、 方法、 接口等描述信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

java对象的创建基本过程

遇到new--》检查常量池，判断类是否加载--》已加载，则在堆中分配内存--》初始化分配给对象的堆内存空间（'0'）--》初始化对象头(Mark  Word,类型指针，数组长度）--》init方法（构造函数）

java对象的内存布局

1.对象内存布局：对象头（Mark Word，类型指针--指向类元数据以确定这个类是哪个类的实例，数组长度），实例数据、对齐填充

对象的访问定位

首先根据栈上的reference数据来访问堆，有两种方式，一种是句柄，一种是指直接指针，如下图。

OutOfMemoryError异常

堆内存溢出：由于不断的创建内存而没有回收，导致堆内存不够使用而溢出,可以用一个while循环不断的往一个list里面添加对象来导致这个异常发生。

虚拟机栈和本地方法栈溢出--StackOverflowError和OutOfMemoryError：

StackOverflowError:可以使用无法结束的递归；

OutOfMemoryError：可以用while循环不断的创建线程来导致异常发生

方法区和运行时常量池溢出：最简单的方法就是使用String字符串的String.intern()方法。这个方法的作用是：如果字符串常量池中已经包含一个等于此String对象的字符串，则返回代表池中这个字符串的String对象；否则，将此String对象包含的字符串添加到常量池中，并且返回此String对象的引用。使用while循环不断的网list里面添加不同的String（jdk1.6之前）。 

intern的在jdk1.6和1.7的区别对比

 JDK1.6中的intern：   

调用intern方法的时候首先会去常量池中查看是否存在与当前String值相同的值，如果存在的话，则直接返回常量池中这个String值的引用；如果不存在的话，则会将原先堆中的该字符串拷贝一份到常量池中。  一定注意是拷贝！

JDK1.7中的intern：   

调用intern方法的时候首先会去常量池中查看是否存在与当前String值相同的值，如果存在的话，则直接返回常量池中这个String值的引用；如果不存在的话，则只会将原先堆中该字符串的引用放置在常量池中，并不会将拷贝整个字符串到常量池中。   一定注意是引用！

这也就说明，JDK1.6和JDK1.7对于常量池中不存在此字符串的情况处理不同。

实例：

public static void main(String[] args) {   String str = "str"+new String("01");①   str.intern();②   String str1 = "str01";③   System.out.println(str == str1);       String str2 = new String("str01");④   str2.intern();⑤   String str3 = "str01";⑥   System.out.println(str2 == str3);       String str4 = "str01";⑦   String str5 = new String("str")+new String("01");⑧   str5.intern();⑨   System.out.println(str4 == str5);}

在JDK1.6下输出结果是：

false
false
false

解释：

①执行时会在堆内存创建一个值为"str01"的字符串对象str,同时在常量池创建一个"str"以及"01"常量；

②执行时会首先去常量池中查看是否存在一个值为"str01"的常量，发现不存在，JDK1.6的做法就是将该字符串"str01"在常量池中也生成一份；

③执行时会在常量池中创建一个"str01"对象，发现已经存在，因而不会新建；
第一个输出false的原因是：str指向的是堆内存的"str01",而str1指向的是常量池中的"str01";

④执行时会在堆内存创建一个值为"str01"的字符串对象str2，同时在常量池中创建一个值为"str01"的常量；

⑤执行时会首先去常量池中查看是否存在值为"str01"的常量，发现存在，则直接返回这个常量引用；

⑥执行时会在常量池中创建一个值为"str01"的常量，如果发现已经存在，则不会创建；

第二个输出false的原因是：str2指向的是堆内存的"str01"，而str3指向的是常量池中的"str01"；

⑦执行时会在常量池创建一个值为"str01"的常量；

⑧执行时会在堆内存创建一个值为"str01"的字符串对象str5,同时在常量池创建一个"str"以及"01"常量；

⑨执行时会去常量池查看是否存在值为"str01"的常量，发现存在则直接返回这个常量引用；
第三个输出false的原因是：str5指向的是堆内存的"str01"，而str4指向的是常量池中的"str01"；

在JDK1.7下输出结果是：

true
false
false

解释：

发现只有第一个输出结果不一样，所以我们只解释第一个的原因：

①执行时会在堆内存创建一个值为"str01"的字符串对象str,同时在常量池创建一个"str"以及"01"常量；(这点和JDK1.6没什么区别)

②执行时会首先去常量池中查看是否存在一个值为"str01"的常量，发现不存在，JDK1.7的做法就是将堆内存中"str01"的引用复制到了常量池中；

③执行时会在常量池中创建一个"str01"对象，发现已经存在，因而不会新建；
那么此时的str和str1都将指向的是堆内存中的"str01"的值，所以两者相等；